2016-2017高二:电荷守恒与库仑定律精选习题
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【高二】高二物理库仑定律课时练习题及参考答案第一章第2节1.关于基本电荷和点电荷,以下陈述中什么是正确的( )a、电子是基本电荷b.电子所带的电荷量就是元电荷c、电子必须是点电荷d.带电小球也可能是点电荷回答:BD2.将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上,从静止开始释放,那么下列叙述中正确的是(忽略万有引力)( )a.它们的加速度一定在同一直线上,而且方向可能相同b、它们的加速度可能为零c.它们的加速度方向一定相反d、它们的加速度一定越来越小了答案:c3.(2022年福州市普通高中毕业班质量检查)地球带负电。
带电尘埃悬浮在距离地球表面1000公里的地方。
如果相同的带电尘埃被带到距离行星表面2000公里的地方,并且没有相对于行星的初始速度释放,那么带电尘埃( )a、坠落到行星B上,仍然漂浮在原地c.推向太空d.无法判断分析:选择B。
如果距离球心的尘埃距离为r,尘埃质量为m,行星质量为m,尘埃电荷为Q,行星电荷为Q,则kqqr2=gmmr2由等式可看出r再大,等式仍成立,故选b.4.用长度为L的丝线将两个质量为M1和M2的小球悬挂在同一点上。
当两个小球分别充满相同的电荷且电荷量为Q1和Q2时,两条丝线将以一定角度θ1、θ2打开。
如图1-2-11所示,以下陈述是正确的( )图1-2-11a.若m1>m2,则θ1>θ2b、如果M1=m2,那么θ1=θ2c.若m1θ2d.若q1=q2,则θ1=θ2解决方案:选择BC这是一个带电体平衡问题,分析方法仍然与力学中的物体相同5.如图1-2-12所示,用两根等长的细线各悬一个小球,并挂于同一点,已知两球质量相等,当它们带上同种电荷时,相距r而平衡,若它们的电荷量都减少一半,待它们重新平衡后,两球的距离将( )图1-2-12a、大于r2b。
等于R2c.小于r2d.不能确定答:a6.如图1-2-13所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( )图1-2-13a、 f1b.f2c.f3d.f4分析:选择B.根据“相同电斥力和不同电引力”的规律,用A和B确定电荷C的库仑力方向,考虑A的电荷量小于B,FB大于FA,FB和FA的合力仅为F2,因此B选项是正确的。
1、两个分别带有电荷量和+的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为。
两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为A. B. C.D.2、如图所示,真空中A、B两处各有一个正电电荷,若放入第三个点电荷C,只在电场力的作用下三个电荷都处于平衡状态,则C的电性及位置是A.正电;在A、B之间B.正电;在A的左侧C.负电;在A、B之间D.负电;在B的右侧4、1913年美国科学家密立根通过油滴实验[ ]A.发现了中子 B.发现了电子 C.测出了中子的质量 D.测出了电子的电荷量5、如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。
现使带负电的橡胶棒C靠近A (C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。
关于A、B的带电情况,下列判断正确的是A.A带正电,B带负电 B.A带负电,B带正电C.A、B均不带电 D.A、B均带正电6、两个放在绝缘架上的相同金属球相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷量,相互作用的斥力为3F.现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为()A.O B.F C.3F D.4F7、以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是()A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.橡胶棒和毛皮摩擦,橡胶棒带正电D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移8、关于点电荷的说法,下列正确的是A.体积很大的带电体不能看成点电荷 B.物体带电量很小时,可以看作点电荷C.点电荷是理想化的物理模型 D.点电荷的带电量一定是1.6×10-19 C9、某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素,进行了以下的实验:M是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力( )A.随着电荷量的增大而增大B.与两电荷量的乘积成正比C.随着电荷间距离的增大而减小D.与电荷间距离的平方成反比10、在真空中两个完全相同的金属小球,带电量分别为-q1和+ q2 ,相距为r时,其间的相互作用力为F,现将两个小球接触一下在放回原处,其间的相互作用力为,由此可以判断两小球原来带电量之比为()A.q1:q2=1:2 B.q1:q2=2:1C.q1:q2=3:1 D.q1:q2=1:311、两个相同的金属小球,带电量之比为1:7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则他们间的库仑力可能为原来的()A、4/7B、3/7C、9/7D、16/712、真空中甲、乙两个固定的点电荷,相互作用力为F,若甲的带电量变为原来的2倍,乙的带电量变为原来的4倍,它们之间的距离不变,则甲、乙之间静电力变为原来()A、2倍B、4倍C、8倍D、16倍13、点电荷是静电学中的一个理想模型,它是指()A、体积很小的带电体B、球形带电体C、带电少的带电体D、大小和形状对作用力影响可忽略的带电体14、两个相同的金属小球,带电量之比为1/7 ,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们的静电力大小可能为原来的:()A.4/7 B.3/7 C.9/7D.16/715、以下说法正确的是()A.物体所带的电荷量只能是某些值,而不能是任意实数B.元电荷就是电子或质子C.物体所带电荷量的最小值是1.6×10-19CD.凡试探电荷都是点电荷,凡点电荷都能做试探电荷16、孤立的A、B两点电荷相距R,A的电荷量是B的a倍,A的质量是B的b倍,已知A受到的静电力大小为F,则B受到的静电力大小为:A.F B.(a+b)F C.(a-b)F D.ab F17、带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的:A.2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-19C D.4×10-17C18、将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。
电荷守恒定律、库仑定律专题练习1.下列关于点电荷的说法中,正确的是: ( )A .只有体积很小的带电体才能看作点电荷.B .体积很大的带电体一定不是点电荷.C .当两个带电体的形状对它相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷.D .任何带电球体,都可看作电荷全部集中于球心的点电荷. 2.两个点电荷相距r 时相互作用力为F ,则: ( )A .电量不变距离加倍时,作用力变为F/4.B .其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时,作用力不变.C .每个电荷的电量和两电荷间距减半时,作用力为4F .D .每个电荷的电量和两电荷间距都增加相同倍数时,作用力不变. 3.真空中有AB 两个点电荷,相距10厘米,B 的带电量是A 的5倍。
如果A 电荷受到的静电力是F ,那么B 电荷受到的静电力应是: ( )A .F ;B . 5F ;C .25F ;D .F/54.两个大小相同、带电量也相同的金属球A 和B ,分别固定在两处,相互作用的引力为F .现用另一个不带电的同样大小的C 球先与A 球接触,再与B 球接触,然后移去C 球,则后来A 、B 两球间的作用力变为 ( ) A .F/8; B .F/4; C .3F/8; D .F 。
5.相距为L 的点电荷A ,B 带电量分别为+4Q 和-Q .今引入第三个点电荷C ,使三个点电荷都处于平衡状态,则C 的电量和放置的位置是: ( )A .-Q ,在A 左侧距A 为L 处B .-2Q ,在A 左侧距A 为L/2处C .+4Q ,在B 右侧距B 为L 处D .+2Q ,在B 右侧距B 为3L/2处 6.两个相同的金属小球(可看作点电荷),带电量之比为1:7,在真空中相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上, 则它们间的库仑力可能是原来的 ( )A .4/7B .3/7C .9/7D .16/77.在光滑绝缘水平面上固定介质小球a ,用弹簧把它和另一介质小球b 连接起来,如图所示,让a 、b 均匀地带上同种电荷,此时弹簧伸长量为x0;若使a 、b 的电量都减半,则弹簧的伸长量x ( )A .x=x 0/2;B .x=x 0/4;C .x<x 0/4;D .x>x 0/4;8.如图所示三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上,q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零.由此可以判定,三个电荷的电量之比q 1:q 2:q 3为( )A 、-9∶4∶-36B 、9∶4∶36C 、-3∶2∶-6D 、3∶2∶69.如图所示,两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A 、B .当A 、B 不带电时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A 、T B .使A 、B 带等量同种电荷时,静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A /、T B /.下列结论正确的是 A.T A /=T A ,T B / >T B B.T A /=T A ,T B / <T B C.T A /<T A ,T B / >T B D.T A / >T A ,T B / <T B10 .如图所示,两个带电小球A 、B 分别用细丝线悬吊在同一点O ,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角分别为α、β (α>β),关于两小球的质量m 1 、m 2和带电量q 1 、q 2,下列说法中正确的是 A.一定有m 1<m 2, q 1<q 2 B.可能有m 1<m 2, q 1>q 2 C.可能有m 1=m 2, q 1=q 2 D.可能有m 1>m 2, q 1=q 211.(2011济南模拟)如图所示,竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的质点A ,在Q 正上方的P 点用丝线悬挂另一质点B ,A 、B 两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角。
高二物理库仑定律试题1.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=4R。
已知M点的场强大小为E,静电力常量为k,则N点的场强大小为 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】首先将AB补成一个完整球面,且使右半球面均匀分布等量的正、负电荷,电荷量为q,设右半球负电荷在M点产生的场强为,根据题意则有,故可得,根据对称性可知,左半球面在N点所产生的场强大小与相等,故只有选项A正确;【考点】电场强度、点电荷的场强2. Q1、Q2为两个点电荷,带正电的试探电荷q在Q1、Q2的中垂线上的在A点处所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图所示,由此可以判断()A.Q2的电量一定小于Q1的电量B.Q2的电量一定大于Q1的电量C.Q1、Q2一定为等量异种电荷D.Q1、Q2一定为等量同种电荷【答案】 B【解析】 Q1、Q2到q所在点距离相等,但从图中可知,由库仑定律知Q2的电量一定大于Q1的电量,所以B正确、A错。
带正电的试探电荷q在此处受到的都是斥力,则Q1、Q2一定为同种电荷,则C错,综合上述得D错。
【考点】本题考查库仑定律。
3.两个完全相同的金属小球带有电量相等的电荷,相距一定的距离,相互作用力为F,现在用第三个完全相同不带电的小金属球C先跟A接触,再和B接触,然后移去C,则A、B间的相互作用力为:A. F/8B. F/4C. F3/8D. F/3【答案】AC【解析】根据库仑定律可知,若两球所带电荷电性相同,则当用完全相同不带电的金属球与两球接触后,A球带电荷量为原来的1/2,B球带电荷量为原来的3/4,故此时两球间的作用力为,故选项C正确;若两球所带电荷电性相反,则当用完全相同不带电的金属球与两球接触后,A球带电荷量为原来的1/2,B球带电荷量为原来的1/4,故此时两球间的作用力为,故选项A正确;【考点】库仑定律4.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。
电荷及其守恒定律 库仑定律一.电荷基本概念1.自然界中存在两种电荷,即 正 电荷和 负 电荷.2.物体的带电方式:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带 正 电,获得电子的带 负 电.(2)感应起电:导体接近(不接触)带电体,使导体靠近带电体一端带上与带电体相 反 的电荷,而另一端带上与带电体相 同 的电荷.3.电荷守恒定律:电荷既不能 创生 ,也不会 消灭 ,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷量的总量保持不变.4.电子和质子带有等量的异种电荷,电荷量e =191060.1-⨯C .实验指出,所有带电体的电荷量都是电荷量e 的 整数倍 .所以,电荷量e 称为 元电荷 .电荷量e 的数值最早是由美国物理学家 密立根 测得的。
二.起电的三种方式1.摩擦起电 :用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象。
实质:电荷的转移 毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为( A )A .毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了B .毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了C .橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了D .橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了2. 接触带电( 实质:电荷的转移)电中和现象及电荷均分原理:(1)电中和现象(带等量异种电荷的两个物体接触时,彼此恢复成不带电的状态叫电中和)(2)电荷均分原理(电荷在两个相同金属球之间均匀分配)两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8C 的电量,另一个带-2×10-8C 的电量。
把两球接触后再分开,两球分别带电多少?(2×10-8C )3. 感应起电(1)静电感应(当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷, 这种现象叫做静电感应)(2)感应起电的实质和规律(实质:电荷的转移。
电荷守恒定律专项练习题
题目一
某电场中,一对异号电荷距离为1米,其中正电荷的电量为2库仑,负电荷的电量为3库仑。
求静电力大小。
解答一
根据电荷守恒定律,电荷的代数和在任何闭合系统中都保持不变。
所以,正电荷的电量加上负电荷的电量等于0。
2库仑 + (-3库仑) = 0
根据科尔定律,在电场中,两个电荷之间的静电力的大小等于它们之间的电荷乘积除以距离的平方。
静电力大小 = (2库仑 * (-3库仑)) / (1米 * 1米) = -6库仑/米^2 所以,静电力的大小为-6库仑/米^2。
题目二
某电场中,一个正电荷和一个负电荷的电量之比为3:4,它们之间的距离为2米。
求静电力大小。
解答二
根据电荷守恒定律,电荷的代数和在任何闭合系统中都保持不变。
所以,正电荷的电量与负电荷的电量之比为3:4。
设正电荷的电量为3x库仑,负电荷的电量为4x库仑。
根据科尔定律,在电场中,两个电荷之间的静电力的大小等于它们之间的电荷乘积除以距离的平方。
静电力大小 = (3x库仑 * 4x库仑) / (2米 * 2米) = 6x^2库仑/米^2
所以,静电力的大小为6x^2库仑/米^2。
1.1电荷及其守恒定律1 关于物体的所带电荷量,以下说法中错误的是( ) A .物体所带的电荷量可以为任意实数 B .物体所带的电荷量只能是某些特定值 C .物体带电+1.60×10-9C ,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D .物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C2关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C .元电荷就是质子D .物体所带的电量可以是元电荷的任意倍3如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,都带电的是 ( ) A .先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电4以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是( ) A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移 C 不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移 D. 以上说法均错5如图所示,当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时,枕形导体上的电荷移动情况是( ) A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动,负电荷不移动 B.枕形金属导体中的负电荷向A 端移动,正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动 6带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A. 4.0×10-17C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.2.4×10-19C 7.自然界中存在两种电荷,即 电荷和 电荷. 8.物体的带电方式有三种:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带 电,获得电子的带 电. (2)感应起电:导体靠近带电体 使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷,而另一端带上与带电体相 的电荷.(3)接触起电:不带电物体接触另一个带电物体,使带电体上的 转移到不带电的物体上.完全相同的两只带电金属小球接触时,电荷量分配规律:两球带异种电荷的先中和后平均分配;原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上.9.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不能 ,只能从一个物体转移到另一个物体;或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量 . 10.元电荷(基本电荷):电子和质子所带等量的异种电荷,电荷量e =1.60×10-19C.实验指出,所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ,或者是电荷量e 的整数倍.因此,电荷量e 称为元电荷.电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的.11.如图所示,在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ,均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走,再把A 、B 分开,则A 电,B 电;若先将A 、B 分开,再移走+Q ,则A 电,B 电.12.有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ,其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷,小球B 、C 不带电.现在让小球C 先与球A 接触后取走,再让小球B 与球A 接触后分开,最后让小球B 与小球C 接触后分开,最终三球的带电荷量分别为q A = ,q B = ,q C = .13.如图所示,A 、B 、C 是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C 球带正电,A 、B 两个完全相同的枕形导体不带电。
2016-2017学年度学校9月月考卷1.下列说法中,正确的是A、点电荷就是体积很小的带电体B、点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体r→时,F→∞C,当0D、点电荷是理想化模型,实际上不存在【来源】【百强校】2016-2017学年河北省冀州市中学高二上开学调研物理试卷(带解析)【答案】D【解析】试题分析:点电荷是指本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷,能否看作点电荷与物体本身大小、质量等无关,要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略,点电荷是理想化模型,实际上不存在,故A错误D正确;物体是否是点电荷与带电体的大小、体积、质量等因素无关,要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略,故B错误;当r→0时,带电体不能看作点电荷,故C错误;考点:考查了点电荷、库仑定律等电学中的基础知识【名师点睛】正确解答本题需要掌握:点电荷的定义,能否看作点电荷的条件;对于库2.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是()①先把两球分开,再移走棒②先移走棒,再把两球分开③先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开④以上都不对A.①②B.①③C.②③D.③④【来源】同步君人教版物理高二上第一章静电场 1.电荷及其守恒定律【答案】B【解析】感应起电是带电体移近导体但不与导体接触,从而使导体上的电荷重新分布,此时分开甲、乙,则甲、乙上分别带等量的异种电荷,故①正确;如果先将棒接触一下其中的一球,则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷,故③正确;即选项B正确。
3.两个相同的金属小球带同种电荷,固定在一定得距离上,现把它们相碰后放置在原处,则它们之间的库伦力与原来的相比将()A.变小B.变大C.不变D.以上情况均有可能【来源】2015-2016学年安徽省六安市舒城县晓天中学高二期中物理卷(带解析)【答案】BC【解析】试题分析:接触后再分开,电荷先中和后平分,根据库仑定律F=k判断库仑力大小的变化.解:设两金属球的带电量大小分别为:q1、q2,接触后再分开,所带的电量相等,为.因为()2可能大于q1q2,也可能等于q1q2,但不可能小于q1q2,所以库仑力可能变大,可能不变,不可能变小,故BC正确,AD错误.故选:BC.【点评】解决本题的关键掌握库仑定律的公式F=k,以及掌握接触带电的原则.4.如图所示,a,b两个带有异种电荷的小球(可视为质点)分别被两根绝缘细线系在木盒内,且在同一竖直线上,木盒置于固定的台秤上,整个装置静止,细绳均有弹力。
1.下列关于点电荷的说法,正确的是( )A.点电荷一定是电量很小的电荷B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷解析:选B.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A、C、D错,B正确.2.关于库仑定律的公式F=kQ1Q2r2,下列说法中正确的是( )A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B.当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C.当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用答案:AD3.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的( ) A.1倍 B.3倍C.6倍 D.9倍解析:选A.原来的库仑力为F=kQ1Q2R2,后来的库仑力为F′=k3Q1•3Q23R2=kQ1Q2R2=F.所以A对.4.如图1-2-9所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l 为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )图1-2-9A.F引=Gm2l2,F库=kQ2l2B.F引≠Gm2l2,F库≠kQ2l2C.F引≠G m2l2,F库=kQ2l2D.F引=Gm2l2,F库≠kQ2l2解析:选D.由于a、b 两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l=3r,不满足l≫r的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F库≠kQ2l2.虽然不满足l≫r,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F引=Gm2l2.5.如图1-2-10所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?图1-2-10解析:小球A受力如图,受四个力,重力mg、库仑力F、丝线两个拉力FT相等.则FTsin60°=mgFTcos60°+FT=kq2L2解得q=3mgL2k.答案:均为3mgL2k一、选择题1.如图1-2-11所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )图1-2-11A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等新课标第一网解析:选D.由题图可知,两带电球相互排斥,则说明两球一定带有同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故A、B错;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C错,D对.2.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A.保持不变 B.先增大后减小C.增大 D.减小。
电荷及其守恒 例1.如图所示,A 、B 、C 是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A 、B 两个完全相同的枕形导体不带电。
试问:(1)如何使A 、B 都带等量正电?(2)如何使A 、B 都带等量负电?(3)如何使A 带负电B 带等量的正电?解析 利用静电感应的原理可以轻松解决本题。
(1)把AB 紧密靠拢,让C 靠近B ,则在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,把A 与B 分开后再用手摸一下B ,则B 所带的负电荷就被中和,再把A 与B 接触一下,A 和B 就带等量正电荷。
(2)把AB 紧密靠拢,让C 靠近B ,则在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,再用手摸一下A ,则A 所带的正电荷就被中和,而B 端的负电荷不变,移去C 以后再把A 与B 接触一下,则A 和B 就带等量负电荷。
(3)把AB 紧密靠拢,让C 靠近A ,则在A 端感应出负电荷,B 端感应出等量正电荷,马上把A 与B 分开后,则A 带负电B 带等量的正电。
拓展 把AB 紧密靠拢,让C 接触A 或B ,然后移去C 。
再把A 与B 分开,则A 、B 都带等量正电。
例2.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是 ( ACA .先把两球分开,再移走棒BC .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电例3.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜。
在a的近旁有一绝缘金属球b ,开始时,a 、b 都不带电,如图所示,现使b 带正电,则( B )A.b 将吸引a ,吸住后不放开B.b 先吸引a,接触后又把a 排斥开 C.a 、b 之间不发生相互作用 D.b 立即把a 排斥开解析 b 带电后,由于静电感应,a 的近b 端和远b 端分别出现等量的负电荷和正电荷,b 对a 的吸引作用大于排斥作用。
a 、b 接触后带同种电荷,又相互排斥。
2016-2017学年度学校9月月考卷1.下列说法中,正确的是A、点电荷就是体积很小的带电体B、点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体r→时,F→∞C,当0D、点电荷是理想化模型,实际上不存在【来源】【百强校】2016-2017学年河北省冀州市中学高二上开学调研物理试卷(带解析)【答案】D【解析】试题分析:点电荷是指本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷,能否看作点电荷与物体本身大小、质量等无关,要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略,点电荷是理想化模型,实际上不存在,故A错误D正确;物体是否是点电荷与带电体的大小、体积、质量等因素无关,要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略,故B错误;当r→0时,带电体不能看作点电荷,故C错误;考点:考查了点电荷、库仑定律等电学中的基础知识【名师点睛】正确解答本题需要掌握:点电荷的定义,能否看作点电荷的条件;对于库2.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是()①先把两球分开,再移走棒②先移走棒,再把两球分开③先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开④以上都不对A.①②B.①③C.②③D.③④【来源】同步君人教版物理高二上第一章静电场 1.电荷及其守恒定律【答案】B【解析】感应起电是带电体移近导体但不与导体接触,从而使导体上的电荷重新分布,此时分开甲、乙,则甲、乙上分别带等量的异种电荷,故①正确;如果先将棒接触一下其中的一球,则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷,故③正确;即选项B正确。
3.两个相同的金属小球带同种电荷,固定在一定得距离上,现把它们相碰后放置在原处,则它们之间的库伦力与原来的相比将()A.变小B.变大C.不变D.以上情况均有可能【来源】2015-2016学年安徽省六安市舒城县晓天中学高二期中物理卷(带解析)【答案】BC【解析】试题分析:接触后再分开,电荷先中和后平分,根据库仑定律F=k判断库仑力大小的变化.解:设两金属球的带电量大小分别为:q1、q2,接触后再分开,所带的电量相等,为.因为()2可能大于q1q2,也可能等于q1q2,但不可能小于q1q2,所以库仑力可能变大,可能不变,不可能变小,故BC正确,AD错误.故选:BC.【点评】解决本题的关键掌握库仑定律的公式F=k,以及掌握接触带电的原则.4.如图所示,a,b两个带有异种电荷的小球(可视为质点)分别被两根绝缘细线系在木盒内,且在同一竖直线上,木盒置于固定的台秤上,整个装置静止,细绳均有弹力。
若将系b的细线剪断,下列说法中正确的是abA.剪断细线瞬间,台秤的示数不变B.剪断细线瞬间,台秤的示数变小C.在b向a靠近的过程中,台秤的示数不变D.在b向a靠近的过程中,台秤的示数变大【来源】【百强校】2016届福建省师大附中高三上学期期中考试物理卷(带解析)【答案】D【解析】试题分析:开始时,对a、b以及木盒的整体而言,台秤的读数等于整体的重力;当剪断系b的细线时,小球b向上做加速运动,且加速度逐渐变大,小球b处于超重状态,故可知在b向a靠近的过程中,台秤的示数变大,故选D.考点:牛顿第二定律;失重和超重5.(3分)(2014秋•太原期中)如图的装置叫做“雅各布天梯”,两个用金属丝弯成的电极A,B分别与起电机的正、负两级相连,金属丝电极上能够聚焦大量的正、负电荷,正、负电荷通过电极间的空气放电,产生明亮的电弧,电弧随着热空气上升,就像以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯,在电极放电过程中,下列说法正确的是()A .电极A 得到的电荷数多于电极B 失去的电荷数 B .电极A 得到的电荷数等于电极B 失去的电荷数C .电极A 得到的电荷数少于电极B 失去的电荷数D .条件不足,不能判定电极A ,B 得失电荷间的数量关系【来源】2014-2015学年山西太原高二期中物理试卷(带解析) 【答案】B 【解析】试题分析:在电极放电过程中,电荷的总量保持不变.解:根据电荷守恒定律可知,电荷既不能凭空产生,也不会凭空消失,电荷的总量保持不变,所以在电极放电过程中,电极A 得到的电荷数等于电极B 失去的电荷数.故B 正确,ACD 错误. 故选:B点评:电荷既不能凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中总量保持不变.6.真空中两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q 和-Q 的电量,当它们相距r 时,它们之间的库仑力是F ,若把它们接触后分开,再置于相距3r的两端,则它们的库仑力的大小为 A 、3FB 、FC 、9FD 、3F 【来源】【百强校】2015-2016学年湖南省长沙一中高一下期末物理试卷(带解析) 【答案】D 【解析】试题分析:接触前两者之间的库仑力大小为22233Q Q Q F k k r r⋅==,接触后,根据平均分配原则,两者所带的电量为3'2Q QQ Q +-==,故接触后两者之间的库仑力为2229'3()3Q Q Q F k k F r r ⋅===,D 正确考点:考查了库仑定律的应用 【名师点睛】清楚两小球相互接触后,其所带电量先中和后均分.根据库仑定律的内容,根据变化量和不变量求出问题.7.如图所示,三个完全相同的金属小球abc 位于等边三角形的三个顶点上,a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小; 已知c 受到 a 和b 的静电力的合力可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它应是( )A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【来源】【百强校】2016-2017学年山西省怀仁一中高二上开学考物理试卷(带解析)【答案】A【解析】试题分析:对c球受力分析,如图由于b球的带电量比a球的大,故b球对c球的静电引力较大,根据平行四边形定则,合力的方向如图;故选A.考点:库仑定律;平行四边形法则【名师点睛】本题关键分析出c球受到的各个静电力,然后根据平行四边形定则作图,从图象中可以判断合力的大致方向。
8.相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和﹣q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是()A.﹣q,在A左侧距A为L处B.﹣2q,在A左侧距A为处C.+4q,在B右侧距B为L处D.+2q,在B右侧距B为处【来源】2016-2017学年河北省保定市望都中学高二上8月考物理试卷(带解析)【答案】C【解析】试题分析:A、B、C三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为正电,在B的右侧.设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为L+r,要能处于平衡状态,所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q.则有:解得:r=L对点电荷A,其受力也平衡,则:解得:Q=4q,即C带正电,电荷量为4q,在B的右侧距B为L处.故选:C.9.如图所示,在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态,现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处,已知P、A在同一水平线上,且在此过程中物体A和C始终保持静止不动,A、B可视为质点,.关于此过程,下列说法正确的是()A.地面对斜面C的摩擦力先增大后减小B.地面对斜面C的摩擦力逐渐减小C.物体A受到斜面的支持力一直减小D.物体A受到斜面的支持力一直增大【来源】2016届河南省北大附中河南分校高三高考三模训练20物理试卷(带解析)【答案】B【解析】试题分析:A、B以A和C整体为研究对象,设P对A的库仑力大小为F,与竖直方向的夹角为θ.根据平衡条件得:f=Fsinθ由于F不变,θ减小,则知地面对斜面C的摩擦力逐渐减小.故A错误,B正确.C、D、对A研究:P对A的库仑力垂直于斜面方向的分力,先逐渐增大后逐渐减小,设该分力为F′,根据平衡条件:斜面对A的支持力N=mgcosα+F′,可知N先增大后减小,故CD错误.故选:B.10.如图,光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B,电荷量均为q,质量均为m,用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环,并系于结点O。
在O处施加一水平恒力F使A、B 一起加速运动,轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形,则A .小环A 的加速度大小为223ml kqB .小环A 的加速度大小为2233ml kqC .恒力F 的大小为2233l kqD .恒力F 的大小为223l kq【来源】【百强校】2016届福建省泉州市高三第二次5月质量检查物理试卷(带解析) 【答案】B 【解析】试题分析:设轻绳的拉力为T ,则对A :22cos 60q T T k l+=;0cos30A T ma =,联立解得:2233A kq a ml =,选项B 正确,A 错误;恒力F 的大小为20222cos3033kq F T T l===,选项CD 错误;故选B .考点:牛顿定律的应用;库仑定律【名师点睛】此题考查了牛顿定律及库仑定律的应用;关键是分析物体的受力情况,对整体及个体分别用正交分解法列出牛顿方程即可求解.11.A 、B 、C 三个小球(可视为质点)的质量均为m ,A 、C 小球带正电, B 球不带电,带电小球可视为点电荷,不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来竖直悬挂在O 点,小球保持静止(如图),重力加速度为g ,下列说法正确的是A .OA 段绳子拉力小于3mgB .BC 段绳子拉力大于mgC .若BC 段绳子越长,则OA 绳子拉力越小D .若增长绳子使AC 两球距离加倍,则BC 段绳子拉力变为原来的14【来源】【百强校】2015-2016学年广东省汕头市高二下期末物理试卷(带解析) 【答案】B 【解析】试题分析:对ABC 的整体,受到向上的OA 段绳子拉力和向下的重力3mg ,由平衡知识可知T OA =3mg,,且当BC 段绳子加长时,OA 绳子拉力仍为3mg ,选项AC 错误;对小球C ,由平衡知识可知:BC T mg F =+库,故BC 段绳子拉力大于mg ,选项B 正确;根据库仑定律122kq q F r=可知,若增长绳子使AC 两球距离加倍,则A 对C 的斥力减小到原来的14,BC 段绳子拉力变为'14BC T mg F =+库,故选项D 错误;故选B .考点:库仑定律;物体的平衡【名师点睛】此题是对整体及隔离法的考查,关键是正确选择研究对象,在ABC 的整体中,两电荷之间的库仑力是整体的内力。
12.A 、B 、C 是三个完全相同的金属小球,A 、B 位置固定,带有等量异种电荷,此时A 、B 之间的库仑力大小为F ,用带有绝缘手柄的不带电的C 球先后与A 、B 接触后将C 移走,A 、B 之间的库仑力大小变为( ) A 、12F B 、14F B 、18F D 、0 【来源】【百强校】2015-2016学年西藏日喀则地区一中高一下期末物理试卷(带解析) 【答案】C 【解析】试题分析:假设A 带电量为Q ,BA 带电量为Q -,两球之间的相互吸引力的大小是2kQ Q F r ⋅=,第三个不带电的金属小球C 与A 接触后,A 和C 的电量都为 2Q, C 与B 接触时先中和再平分,则C 、B 分开后电量均为4Q-,这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小2248Q Q Fk F r ⋅'==,故选项C 正确。