2015年湖北高考物理專項訓練：庫侖定律

湖北2015年高考物理專項訓練：庫侖定律

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網整理了2015年湖北高考物理專項訓練資料，希望對大家的復習有幫助！

　　一、選擇題(8×5′，共40分)

　　1.庫侖定律的適用范圍是(　　)

　　A.真空中兩個帶電球體間的相互作用

　　B.真空中任意帶電體間的相互作用

　　C.真空中兩個點電荷間的相互作用

　　D.真空中兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離，則可應用庫侖定律

　　解析：庫侖定律嚴格適用于點電荷間的相互作用力.

　　答案：CD

　　2.A、B兩個點電荷間距離恒定，當其他電荷移近時，A、B之間的庫侖力將(　　)

　　A.可能變大　　　　　B.可能變小

　　C.一定不變 D.無法確定

　　解析：由F=k可以得出.

　　答案：C

　　3. (2011·海南卷)三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變.由此可知(　　)

　　A.n=3 B.n=4

　　C.n=5 D.n=6

　　解析：設1、2兩電荷之間的距離為r,3和他們沒有接觸前，由庫侖定律有=F，接觸后，2球帶電荷量為q,1球帶電荷量為q，由庫侖定律有=F，聯(lián)立上面兩式解得n=6，D項對.

　　答案：D

　　4.兩個點電荷相距r時相互作用力為F，則(　　)

　　A.電量不變距離加倍時，作用力變?yōu)镕/2

　　B.其中一個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時，作用力為4F

　　C.每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半時，作用力為4F

　　D.每個電荷的電量和兩電荷間距離都增加相同倍數(shù)時，作用力不變

　　解析：由F=k，若Q1、Q2不變，而r變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r，則F要變?yōu)樵瓉淼?，故選項A不正確;若其中一個電荷的電量和兩電荷間距離減半時，則作用力變?yōu)樵瓉淼膬杀?，故選項B錯誤;若每個電荷的電量和兩電荷間距離都減半或增加相同的倍數(shù)時，則作用力保持不變，故C錯，D對.

　　答案：D

　　5.關于靜電力常量，下列說法中正確的是(　　)

　　A.由k=F·r2/Q1Q2可知，當兩個點電荷之間的距離r越大，兩個點電荷電量的乘積Q1Q2越小時，靜電力常量k的值就越大

　　B.k是一個無單位的常數(shù)

　　C.因為靜電力有方向，所以k是一個矢量

　　D.k在數(shù)值上等于兩個1 C的點電荷相距1 m時的相互作用力的大小

　　答案：D

　　6.如圖8所示，在光滑絕緣的水平面上，固定著質量相等的三個帶電小球a、b、c，三球在一條直線上，若釋放a球，a球的初始加速度為-1 m/s2(向右為正);若釋放c球，c球的初始加速度為-3 m/s2，當釋放b球時，b球的初始加速度為(　　)

　　圖8

　　A.4 m/s2 B.-1 m/s2

　　C.-4 m/s2 D.1 m/s2

　　解析：對a：Fba+Fca=maa.

　　對c：Fbc+Fac=mac，

　　因為Fca=-Fac，所以+得：

　　Fba+Fbc=-(Fab+Fcb)=m(aa+ac).

　　又Fab+Fcb=mab，所以mab=-m(aa+ac)，所以ab=-(aa+ac)=-(-1-3)m/s2=4 m/s2.即b球的初始加速度大小為4 m/s2，方向向右.

　　答案：A

　　圖9

　　7.如圖9所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上.a和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b小，已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條表示，它應是(　　)

　　A.F1 B.F2

　　C.F3 D.F4

　　圖10

　　解析：取小球c為研究對象，c受到a的斥力F斥，方向沿ac連線如圖10所示，c受到b的吸引力F引，由于F引>F斥，則c球受靜電力的合力應為F2.

　　答案：B

　　圖11

　　8.一個半徑為R的圓盤，帶電荷量為Q，OO′為過圓盤的圓心O的直線，且OO′與圓盤面垂直，在OO′上的M點放電荷量為q的另一個點電荷，此時Q與q的庫侖力為F，若將q移至N點，Q與q的庫侖力為F′.已知OM=MN=R，如圖11所示，則F′等于(　　)

　　A.2F B.F

　　C. D.以上答案都不對

　　解析：由于點電荷q和圓盤間距離為R，而圓盤的半徑也為R，因而圓盤的大小和形狀不能忽略，即不能看成點電荷，所以q和圓盤間的庫侖力也就不能使用庫侖定律計算，故答案為D.

　　答案：D

　　二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　圖12

　　9.如圖12所示，質量為2 g的小球A用絲線懸起，把帶電量為4.0×10-6C的小球B靠近A，當兩小球在同一高度相距30 cm時，A球恰好平衡，絲線與豎直方向夾角α為30°，則B球受到的靜電引力為________、方向為________;A帶________電，帶電量為________.(g取10 N/kg)

　　圖13

　　解析：對A球受力分析如圖13，則F=mAgtan30°=0.012 N，因為F=k，所以QA=3×10-8C.由于A、B為異種電荷，A為負電荷.找準研究對象、對研究對象進行正確的受力分析是解此題的關鍵.

　　答案：0.012 N;水平向左;負;3×10-8C

　　圖14

　　10.兩個半徑完全相同的金屬小球帶有等量的正電荷，放于一豎直半圓環(huán)光滑的絕緣面內，靜止時兩球位置如圖14所示，已知兩球的質量都為m，環(huán)的半徑為R(小金屬球的半徑可以忽略).AOC=BOC=θ，則小球受到的庫侖力的大小F=________，每個小球上的電荷量Q=________.

　　圖15

　　解析：如圖15所示，

　　F=mgtanθ.

　　因為F=k，所以

　　Q=2Rsinθ.

　　答案：mgtanθ;2Rsinθ

　　圖16

　　11.如圖16所示，兩個同樣的氣球充滿氫氣(氣球重力不計)，氣球帶有等量同種電荷，兩根等長的細線下端系上5.0×103 kg的重物后就漂浮著，求每個氣球的帶電量.(g取10 N/kg).

　　解：先對重物受力分析，求出細線的拉力，如圖17甲所示，2Tcosθ=mg.同樣再對左面氣球受力分析，如圖乙所示，知F=Tsinθ，而F=k，最后可得Q≈8.7×10-4C.

　　圖17

　　12.“真空中兩個靜止點電荷相距10 cm，它們之間的相互作用力大小為9×10-4 N，當它們合在一起時，成為一個帶電荷量為3×10-8C的點電荷.問原來兩電荷的帶電量各為多少?”某同學求解如下：根據電荷守恒定律：q1+q2=3×10-8C=a　，根據庫侖定律：q1q2=F=×9×10-4C2=1×10-15C2=b，將q2=b/q1代入式得：q-aq1+b=0，解得q1=(a±)=(3×10-8±)，根號中的數(shù)值小于0，經檢查，運算無誤.

　　試指出求解過程中的問題并給出正確的解答.

　　解：分析題意得：題中僅給出兩電荷之間的相互作用力的大小，并沒有給出帶電的性質，所以兩點電荷也可能異號.

　　按電荷異號計算，由

　　q1-q2=3×10-8C=a　;

　　q1q2=1×10-15C2=b

　　聯(lián)立方程得：q-aq1-b=0，

　　由此代入數(shù)據解得：

　　q1=5×10-8C，

　　q2=2×10-8C(q1、q2異號).