2018-2019高中物理 課時(shí)分層作業(yè)2 點(diǎn)電荷間的相互作用 粵教版選修1 -1.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(二) 點(diǎn)電荷間的相互作用 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] (15分鐘　50分) 一、選擇題(本題共6小題，每小題7分) 1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是(　　) A．點(diǎn)電荷是客觀存在的帶有電荷的幾何點(diǎn) B．如果帶電體本身大小和形狀對(duì)它們間的相互作用影響可忽略，即可視為點(diǎn)電荷 C．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力，跟它們之間的距離成反比 D．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力，跟它們所帶的電荷量的乘積成反比 B　[點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，客觀不存在，故A錯(cuò)；由庫(kù)侖定律可知，真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力，跟它們之間的距離的平方成反比，跟它們所帶的電荷量的乘積成正比，故C錯(cuò)、D錯(cuò)．] 2．A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離恒定，當(dāng)其它電荷移到A、B附近時(shí)，A、B之間的庫(kù)侖力將(　　) A．可能變大　 B．可能變小 C．一定不變 D．不能確定 C　[根據(jù)庫(kù)侖定律，兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力只由兩個(gè)電荷的電荷量和它們間的距離來(lái)確定，因此它們間的庫(kù)侖力不會(huì)受到外界的影響．選項(xiàng)C正確．] 3．兩個(gè)半徑為R的金屬球所帶電荷量分別為Q1和Q2，當(dāng)兩球心相距為r時(shí)，相互作用的庫(kù)侖力大小為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082008】 A．F＝k　　 B．F＞k C．F＜k D．無(wú)法確定 D　[庫(kù)侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷，本題中兩球的球心間距r與球自身半徑R的關(guān)系不明確，所以兩球間的相互作用力無(wú)法確定，即選項(xiàng)D正確．] 4.如圖122所示，兩個(gè)帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以肯定(　　) 圖122 A．兩球都帶正電 B．兩球都帶負(fù)電 C．大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力 D．兩球受到的靜電力大小相等 D　[兩個(gè)帶電體之間存在著排斥力，故兩球帶同種電荷，可能都帶正電，也可能都帶負(fù)電，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；靜電力遵循牛頓第三定律，兩球受到的靜電力大小相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．] 5．兩個(gè)大小相同的金屬球，所帶電荷量分別為3Q和－Q，相距r時(shí)(r遠(yuǎn)大于金屬球半徑)，它們之間的相互作用力大小為F.現(xiàn)將兩球接觸后分開(kāi)，并使它們相距2r，則它們之間的相互作用力大小將變?yōu)?　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. C　[兩球接觸前的相互作用力F＝k＝.兩球接觸后，電荷先中和再平分，兩球分開(kāi)后的帶電量均為＝Q，所以兩球間作用力變?yōu)镕′＝＝.由以上可知F′＝.] 6．如圖123所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量均為Q，兩球間的靜電力為下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)(　　) 圖123 A．等于k　　 B．大于k C．小于k D．等于k B　[兩球間距和球本身大小差不多，不符合簡(jiǎn)化成點(diǎn)電荷的條件，因?yàn)閹?kù)侖定律的公式計(jì)算僅適用于點(diǎn)電荷，所以不能用該公式計(jì)算．我們可以根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律作一個(gè)定性分析．由于兩帶電體帶等量異種電荷，電荷間相互吸引，因此電荷在導(dǎo)體球上的分布不均勻，會(huì)向正對(duì)的一面集中，電荷間的距離就要比3r?。蓭?kù)侖定律知，靜電力一定大于k，電荷的吸引不會(huì)使電荷全部集中在相距為r的兩點(diǎn)上，所以靜電力也不等于k，正確選項(xiàng)為B.] 二、非選擇題(8分) 7．兩個(gè)質(zhì)量相等的小球，帶電荷量分別為q1和q2，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩根細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)，靜止時(shí)兩懸線與豎直方向的夾角均為30，求小球的質(zhì)量. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082009】 [解析]　對(duì)其中一小球受力分析 如圖，由平衡條件得 mgtan 30＝k 解得m＝. [答案]　 [能力提升練] (25分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題，每小題7分) 1．(多選)要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍，下列方法可行的是(　　) A．每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到原來(lái)的2倍，電荷間的距離不變 B．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍 C．使一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量加倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量保持不變，同時(shí)使兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的 D．保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的 AD　[根據(jù)庫(kù)侖定律F＝k，知FA＝＝4F，A項(xiàng)正確；FB＝＝，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FC＝＝8F，C項(xiàng)錯(cuò)誤；FD＝＝4F，D項(xiàng)正確．] 2．在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，同時(shí)由靜止釋放，則兩小球的加速度和速度大小隨時(shí)間變化的情況是(　　) A．速度變大，加速度變大 B．速度變小，加速度變小 C．速度變大，加速度變小 D．速度變小，加速度變大 C　[根據(jù)庫(kù)侖定律知，同種電荷的小球由靜止釋放后，由于互相排斥，兩球間的距離增大，排斥力減小，根據(jù)牛頓第二定律知加速度減小，但兩球運(yùn)動(dòng)方向與排斥力同向，應(yīng)做加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．] 3．(多選)半徑相同的金屬球A、B帶有等量電荷，相距一定距離時(shí)，兩球間的相互作用的庫(kù)侖力為F.今讓第三個(gè)與A、B相同的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸后再移開(kāi)，此時(shí)A、B的相互作用力大小可能是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082010】 A.　　　B.　　　C.　　　D. AB　[金屬球A、B之間存在著相互作用力即庫(kù)侖力，利用庫(kù)侖定律F＝k可知，若當(dāng)兩小球的距離不變時(shí)，兩球之間的相互作用力的大小與它們之間的帶電荷量的乘積成正比．因兩個(gè)小球的帶電性不明確，所以兩個(gè)小球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷，故兩個(gè)小球之間的作用力可能是相互吸引力，也可能是相互排斥力． 若兩個(gè)小球帶同種電荷時(shí)，C分別與A、B相接觸后，電荷量直接平均分配，最后A、B的帶電荷量剩下原來(lái)的和.故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的，即. 若兩個(gè)小球帶異種電荷時(shí)，C分別與A、B相接觸后，電荷量先中和后再平均分配，最后A、B的帶電荷量剩下原來(lái)的和，故此時(shí)兩個(gè)金屬球之間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的，即F.] 4．如圖124所示，A和B均可視為點(diǎn)電荷，A固定在絕緣支架上，B通過(guò)絕緣輕質(zhì)細(xì)線連接在天花板上，由于二者之間庫(kù)侖力的作用，細(xì)線與水平方向成30角．A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，二者之間的距離為L(zhǎng).已知靜電力常量為k，重力加速度為g.則B的質(zhì)量為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：71082011】 圖124 A. B. C. D. D　[根據(jù)庫(kù)侖定律，A、B之間的庫(kù)侖力F庫(kù)＝k，以B為研究對(duì)象，在水平方向F庫(kù)＝FTcos 30，在豎直方向mg＝FTsin 30，聯(lián)立可得m＝，D正確．] 二、非選擇題(本題共2小題，共22分) 5．(10分)兩個(gè)帶電小球，質(zhì)量都是1 kg，帶電荷量都為2.010－5 C，相隔較遠(yuǎn)，兩球可看做點(diǎn)電荷，試求它們之間的靜電力與萬(wàn)有引力之比． [解析]　因?yàn)閮汕蚨伎梢钥醋鳇c(diǎn)電荷，所以可以直接應(yīng)用庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律計(jì)算靜電力和萬(wàn)有引力． ＝＝＝＝5.41010. [答案]　5.41010 6．(12分)如圖125所示，把質(zhì)量為3 g的帶電小球B用絕緣細(xì)繩懸起，若將帶電荷量為Q＝－4.010－6C的帶電小球A靠近B，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距r＝20 cm時(shí)，繩與豎直方向成α＝30角，A、B兩球均靜止．求B球的帶電荷量q.(取g＝10 m/s2) 圖125 [解析]　對(duì)B球受力分析，如圖． 根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，結(jié)合幾何關(guān)系得到：FTsin 30＝F FTcos 30＝mg 解得：F＝mgtan 30 根據(jù)庫(kù)侖定律，有：F＝k 解得：q＝10－7C 即B球帶的電荷量是q＝10－7C，由于A、B間為排斥作用，故B球帶負(fù)電． 【答案】　10－7C　帶負(fù)電