人教版物理高中二轮复习专题试卷练习——第二十三讲《电荷守恒定律 库仑定律》

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第二十三讲 电荷守恒定律 库仑定律  1．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1、q2，其间距为r时，它们之间的相互作用力的大小为 ，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为：      （      ）A．kg•m2•C2     B．N2•C2•m-2     C．kg•m3•C-2     D．N•m2•C-2【答案】D【解析】根据可得，则k的单位应为，故选D.【名师点睛】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，由物理公式推导出的单位叫做导出单位。2．关于点电荷和元电荷的说法中错误的是：      （      ）A、只有很小的球形带电体才叫做点电荷B、带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们之间的作用力影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷C、把1.60×10－19C的电量叫做元电荷D、任何带电体的电量都是元电荷的整数倍【答案】A【名师点睛】带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系；元电荷的含义，它指的是电子或质子所带的电荷量，而不是指电子或质子本身元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，电荷量最早是由美国科学家密立根用油滴法测得的．3．两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1：7 ，相距为r 。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是：      （      ）A．16：7               B．9：7                 C．4：7                 D．3：7【答案】B【名师点睛】本题主要考查了库仑定律的直接应用，注意两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，难度不大，属于基础题。4．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知：      （      ）A．n＝3 B．n＝4C．n＝5   D．n＝6【答案】D【解析】由题，三个金属球相同，当球3先与球2接触后，电量平分，球2与球3带电量均为；球3再与球1接触后，电量平分，两球带电均为由于1、2之间作用力的大小仍为F，根据库仑定律有，即两球电量乘积不变，即有，解得：，故选D。【名师点睛】两个相同金属球接触后电量平分．使球3先与球2接触后，球2与球3带电量均为，球3再球1接触后，两球带电均为，1、2之间作用力的大小仍为F，根据库仑定律分析可知两球电量乘积不变，由库仑定律列出前后两个库仑定律方程，求出n。5．（多选）两个半径相同的金属小球，带电荷量之比1:7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的：      （      ）A、           B、         C、        D、【答案】CD【名师点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，注意两个金属小球可能带同种电荷，可能带异种电荷.1．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2的距离的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q1：q2：q3为：      （      ）A．9:4:9          B．4:9:4          C．9:4:36         D. 4:9:36【答案】C【解析】要三个电荷所受合力均为零，q1、q3必为同种电荷，且q2与q1、q3电性相反设q1、q2之间的距离为L，q2、q3 之间的距离为2L. 因为每个电荷所受静电力的合力均为零对q1列平衡方程得：   对q2列平衡方程得：   由以上解得:     所以C 正确。 ABD错误。【名师点睛】本题主要通过库仑定律结合力的平衡来考查学生。处于同一直线上的三个点电荷，若处于静止状态，根据库仑定律和同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，一定是“两同夹一异，两大夹一小”，也就是两侧的电荷一定带同种电荷，中间带异种电荷；两侧的电荷带电量大于中间的带电量。2．两个分别带有电荷量为-Q和+3Q的相同金属球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．现将两球相互接触后固定在相距为0.5r的两处，则两球间库仑力的大小为：      （      ）A．F       B．F          C．F      D．12F【答案】A【名师点睛】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题．注意两电荷接触后各自电荷量的变化，这是解决本题的关键。3．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与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a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为：      （      ）A．F引＝G，F库＝k       B．F引≠G，F库≠kC．F引≠G，F库＝k       D．F引＝G，F库≠k【答案】D【解析】万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球，由于金属球a和b质量分布均匀，所以万有引力定律可以直接的应用，所以它们之间的万有引力为，由于两球心间的距离l为球半径的3倍，它们之间的距离并不是很大，且两球壳因电荷间的相互作用使电荷分布不均匀，所以此时的电荷不能看成是点电荷，由于它们带的是等量异种电荷，由于电荷之间的相互吸引，电荷之间的距离会比l小，所以此时电荷间的库仑力．故D正确、ABC错误．故选D.【名师点睛】本题是对万有引力定律和库仑定律的条件的考查，掌握住库仑定律的使用的条件是点电荷之间的作用力，只有是点电荷的时候，库仑定律才可以使用，当电荷之间的距离不够大的时候，就不能看成是点电荷，库仑定律就不能使用。4．如图所示，大小可以不计的带同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，由此可知：      （      ）A．B球带的电荷量较多B．B球的质量较大C．B球受到的拉力较大D．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′，则仍有α′＜β′【答案】D【名师点睛】本题在解答过程中，物体的平衡条件成为关键内容，因此分析物体的受力，对力进行分解合成就成了必须的步骤，有利于学生将力学知识与电学知识相结合。5．（多选）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘；两个带有同种电荷的小球A和B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则与原来相比下列说法错误的是：      （      ）A．两小球之间的距离将增大，推力F将增大    B．两小球之间的距离将增大，推力F将减小C．两小球之间的距离将减小，推力F将增大    D．两小球之间的距离将减小，推力F将减小【答案】ACD【名师点睛】本题考查了连接体问题的动态平衡，整体法隔离法相结合是解决此类问题根本方法，要做到熟练掌握，灵活运用；1．【2016·浙江卷】如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开：      （      ）A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】由静电感应可知，A的左端带负电，B的右端带正电，AB的电势相等，选项AB错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误；故选C。【名师点睛】此题是来自课本上的一个学生实验，考查静电感应问题，只要课本上的实验弄清楚，此题是没难度的。解决类似试题的关键是，知道静电感应的实质是同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引；带电体达到静电平衡时，带电体是一个等势体。2．【2015·安徽·15】由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2。其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为：      （      ）A．kg·A2·m3       B．kg·A-2·m3·s-4      C．kg·m2·C-2        D．N·m2·A-2【答案】B【名师点睛】单位制的考察实际上是公式的考察，不知道，容易出错