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2019-2020年高中物理 1.2探究電荷相互作用規(guī)律自我小測(cè) 滬科版選修3-1 1下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．體積大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷 B．當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看做點(diǎn)電荷 C．點(diǎn)電荷就是體積足夠小的電荷 D．點(diǎn)電荷是電荷量和體積都很小的帶電體 2兩個(gè)半徑為R的帶電球所帶電荷量分別為q1和q2，當(dāng)兩球心相距3R時(shí)，相互作用的靜電力大小為(　　) A．F＝k　　　　　 B．F＞k C．F＜k D．無(wú)法確定 3如下圖所示，完全相同的金屬小球A和B帶有等量電荷，系在一個(gè)輕質(zhì)絕緣彈簧兩端，放在光滑絕緣水平面上，由于電荷間的相互作用，彈簧比原來(lái)縮短了x0，現(xiàn)將不帶電的與A、B完全相同的金屬球C先與A球接觸一下，再與B球接觸一下，然后拿走，重新平衡后彈簧的壓縮量變?yōu)?　　) A.x0 B.x0 C．大于x0 D．小于x0 4如下圖所示，有兩個(gè)完全相同的帶電金屬球A、B，B固定在絕緣地板上，A在離B高H的正上方，由靜止釋放，與B碰撞后回跳高度為h，設(shè)整個(gè)過(guò)程只有重力、彈力和庫(kù)侖力作用，且兩球相碰時(shí)無(wú)能量損失，則(　　) A．若A、B帶等量同種電荷，h＞H B．若A、B帶等量同種電荷，h＝H C．若A、B帶等量異種電荷，h＞H D．若A、B帶等量異種電荷，h＝H 5如下圖所示，大小可以忽略不計(jì)的帶有同種電荷的小球A和B互相排斥，靜止時(shí)兩球位于同一水平面，絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別為α和β，且α＜β，由此可知(　　) A．B球帶的電荷量較多 B．B球質(zhì)量較大 C．B球受的拉力較大 D．兩球接觸后，再靜止下來(lái)，兩絕緣線與豎直方向的夾角變?yōu)棣痢洹ⅵ隆?，則仍有α′＜β′ 6兩個(gè)點(diǎn)電荷甲和乙同處于真空中。 (1)甲的電量是乙的4倍，則甲對(duì)乙的作用力是乙對(duì)甲的作用力的______倍。 (2)若把每個(gè)電荷的電量都增加為原來(lái)的2倍，那么它們之間的相互作用力將變?yōu)樵瓉?lái)的______倍。 (3)保持原電荷電量不變，將距離增為原來(lái)的3倍，那么它們之間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的______倍。 (4)保持其中一電荷的電量不變，另一個(gè)電荷的電量變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，為保持相互作用力不變，則它們之間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的______倍。 (5)把每個(gè)電荷的電量都增大為原來(lái)的4倍，那么它們之間的距離必須變?yōu)樵瓉?lái)的______倍，才能使它們之間的相互作用力不變。 7如下圖所示，豎直絕緣墻壁上的Q點(diǎn)處有一固定的點(diǎn)電荷A，在Q點(diǎn)上方的P點(diǎn)用絲線懸掛另一點(diǎn)電荷B，A、B兩點(diǎn)電荷因帶同種電荷而相斥，致使懸線與豎直方向成θ角。由于電荷漏電使A、B兩點(diǎn)電荷的帶電荷量逐漸減少，在電荷漏完之前，懸線對(duì)P點(diǎn)的拉力大小變化情況是________。 8如下圖所示，把質(zhì)量為0.2 g的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為410－8 C的小球B靠近它，當(dāng)兩小球在同一高度相距3 cm時(shí)，絲線與豎直夾角為45，此時(shí)小球B受到的庫(kù)侖力F＝______，小球A帶的電量qA＝______。 9如下圖所示，A、B是帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10 cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B平衡于絕緣的傾角為30的光滑斜面上時(shí)，恰與A等高，若B的質(zhì)量為30 g，則B帶的電荷量是多少？(g取10 m/s2) 10如下圖所示，真空中兩個(gè)相同的小球帶有等量同種電荷，質(zhì)量均為0.1 g，分別用10 cm長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的一點(diǎn)，當(dāng)平衡時(shí)B球偏離豎直方向60，A豎直懸掛且與墻壁接觸。求： (1)每個(gè)小球的帶電量； (2)墻壁受到的壓力； (3)每條細(xì)線的拉力。 參考答案 1解析：帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、電荷量多少而論。一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要依具體情況而定，只要在測(cè)量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略，即可視為點(diǎn)電荷。故B正確。 答案：B 2解析：因?yàn)閮汕蛐木嚯x不比球的半徑大很多，所以不能看做點(diǎn)電荷，必須考慮電荷在球上的實(shí)際分布。當(dāng)q1、q2是同種電荷時(shí)，相互排斥，分布于最遠(yuǎn)的兩側(cè)，電荷中心距離大于3R；當(dāng)q1、q2是異種電荷時(shí)，相互吸引，分布于最近的一側(cè)，電荷中心距離小于3R，如下圖所示。所以靜電力可能小于k，也可能大于k，D正確。 答案：D 3解析：因?yàn)樵瓉?lái)彈簧處于壓縮狀態(tài)，A、B兩球帶的肯定是等量異種電荷。將不帶電的與A、B完全相同的金屬球C先與A接觸后，A的電荷量將分一半給C，當(dāng)C再與B接觸時(shí)，C、B的異種電荷先中和，然后B、C再平分，這樣B的帶電荷量將為原來(lái)的。此時(shí)如果仍根據(jù)庫(kù)侖定律F＝k，得出庫(kù)侖力變?yōu)樵瓉?lái)的，彈簧彈力也要減小為原來(lái)的才能平衡，因而彈簧壓縮量將變?yōu)樵瓉?lái)的，將錯(cuò)選B。實(shí)際上，當(dāng)彈簧壓縮量減小后，長(zhǎng)度變大，庫(kù)侖力還將減小，綜合考慮這些因素，彈簧彈力應(yīng)小于原來(lái)的才能平衡，因而正確選項(xiàng)應(yīng)為D。 答案：D 4解析：若A、B帶等量同種電荷，接觸時(shí)沒(méi)有電荷量的重新分配，下降時(shí)庫(kù)侖力做的負(fù)功W1與上升時(shí)庫(kù)侖力做的正功W2，有|W1|＝|W2|，故上升的高度h＝H。也可由下落時(shí)：mgH－W＝mv2。 上升時(shí)：－mgh＋W＝0－mv2，得h＝H。 若A、B帶等量異種電荷，接觸后兩球都不帶電，而下降時(shí)庫(kù)侖力做正功，上升時(shí)庫(kù)侖力為零，不做功，下降：mgH＋W＝mv2。 上升：mgh＝mv2，所以h＞H。 答案：BC 5解析：帶電小球靜止時(shí)，各球都在重力、細(xì)線拉力、庫(kù)侖力共同作用下達(dá)到平衡。其受力如下圖所示，其中F＝F′。由幾何關(guān)系知tanα＝，tanβ＝，故m1gtanα＝m2gtanβ，說(shuō)明α與β的關(guān)系決定于m1、m2，而兩球接觸前后m1、m2不變，所以α與β的關(guān)系不變，即α′＜β′。 答案：D 6解析：用庫(kù)侖定律計(jì)算。 答案：1　4　1/9　2　4 7解析：在帶電體漏電過(guò)程中，B的位置緩慢移動(dòng)，因此可視B始終處于受力平衡狀態(tài)。其受力圖如下圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得： ＝，T＝G(其中L是絲線長(zhǎng)度)。 由以上表達(dá)式可知，絲線對(duì)帶電小球的拉力大小保持不變。 答案：保持不變 8解析：對(duì)A進(jìn)行受力分析，其受重力、拉力和B的引力作用處于平衡狀態(tài)。由力的關(guān)系可求。 答案：210－3 N　510－9 C 9解析：電荷B受三個(gè)力，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)三個(gè)力的矢量關(guān)系得：tan30＝，其中F＝k，tan30＝。 解得：q＝ h＝1.010－6 C。 答案：1.010－6 C 10解析：分析A、B受力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件： F＝k＝mBg，解得：q＝3.310－8 C。 FN＝Fcos30＝mBgcos30＝8.710－4 N。 TB＝mg＝1.010－3 N。 TA＝mg＋Fsin30＝1.510－3 N。 答案：(1)3.310－8 C；(2)8.710－4 N；(3)1.010－3 N　1.510－3 N