2022新教材高中物理第九章静电场及其应用2库仑定律课堂检测含解析新人教版必修第三册.doc

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1、库仑定律1.(多选)对于库仑定律,下面说法正确的是()A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F=kB.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时,对于它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量【解析】选A、C。库仑定律适用于真空中的两个点电荷,当两个带电小球离得非常远时,可以看成点电荷来处理,而非常近时带电体的电荷分布会发生变化,不再均匀,故不能用库仑定律来解题。两点电荷的力是作用力和反作用力,所以A、C正确。2.如图所示,在绝缘水平面上静

2、止着两个质量均为m,电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数为,则物体A受到的摩擦力为()A.mg B.0 C.k D.k【解析】选D。由平衡条件可知A受到的摩擦力大小为:Ff=F库=k。故A、B、C错误,D正确。3.两个相同的金属小球,带电荷量分别为+Q和-3Q,相距为d(d远大于小球半径)时,它们之间的库仑力大小为F。现让两小球接触后再放回原处,则它们之间的库仑力大小将变为()A.FB.FC.FD.F【解析】选D。接触后,两个小球的电荷量相等,电量为-Q,根据库仑定律,接触前后的库仑力大小分别为F=k,F=k,则F=F,故A、B、C错误,D

3、正确。【补偿训练】带有同种电荷的两个点电荷的电荷量大小为Q,为了使它们平衡在相距为r的位置上,可以在这两个点电荷连线的中点上放上第三个点电荷,其电量一定是()A.-B.C.-QD.任意电量都可以【解析】选A。设第三个点电荷的电荷量的绝对值为q,分析电荷的受力情况,k=k,解得:q=,第三个点电荷为异种电荷,电量为-,故A正确,B、C、D错误。4.一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B,由于受到固定的带电小球A的作用,静止在如图所示的位置,丝线与竖直方向夹角为,A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。已知B球的质量为m,带电荷量为q,静电力常量为k,A、B两球均可视为点电荷,整个装置处于真空中

4、。求: (1)B球所受电场力F的大小和方向;(2)A球带电的电性和电量Q。【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)根据B球的状态可以求出B球的受力情况,从而求出两球之间的库仑力。(2)再根据库仑定律,即可求出电性和电量。【解析】(1)以小球为研究对象,对小球进行受力分析,根据小球处于平衡状态可知:F=mgtan方向水平向右(2)小球所受库仑力大小为:F=k联立解得A球的电荷量:Q=二者之间为排斥力,所以A也带正电。答案:(1)mgtan,方向水平向右(2)A球带正电,情境:已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的,上夸克带电为e,下夸克带电为-e,e为电子所带电荷量的大小,即质

5、子所带电荷量。问题:如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为L,三个夸克组成等边三角形。L=1.510-15m,静电力常量k=9.0109Nm2/C2,e=1.610-19C。试求:(1)画出质子的三个夸克的组成图形,夸克用小圆圈表示,并在每个夸克旁标出该夸克所带电量。(2)计算质子内每相邻两个夸克之间的静电力。【解析】(1)如图所示:(2)质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处。这时上夸克与上夸克之间的静电力应为:Fm=k=k代入数值,得:Fm=45.5N,为斥力;上夸克与下夸克之间的静电力为:Fn=k代入数值,得Fn=22.8N,为引力。答案:(1)图见解析(2)见解析- 3 -