高中物理沪科版 (2019)必修 第三册4.2 闭合电路欧姆定律的应用课后练习题

【优编】第2节电荷相互作用的规律优选练习

一.填空题

1．把一个带正电的金属球A跟同样的但不带电的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为________球上的_______填“正”或“负”）电荷转移到了_______球上。

【来源】高二年级第一学期期中基础测试卷

2．自然界中有两种电荷：即_____和_____。同种电荷相互_____，异种电荷相互_____。

3．真空中有两个点电荷q1=+2.010-8C和q2=-3.010-8C，距离1m，则它们之间的库仑力为____力（填“吸引”或“排斥”），大小为__N。（静电力常量为k=9.0109Nm2/C2）

4．如图所示，两个正电荷q1．q2电荷量都是3 C,静止于真空中，相距r=2 m.

(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，则Q受的静电力为__________________．

(2)在O点放入负电荷Q，则Q受的静电力为_____________________．

(3)在连线上A点的左侧C点放上负点电荷q3，q3=1 C且AC=1 m，则q3所受的静电力为________________．

5．在真空中有两个带等量异种的点电荷，电量大小均为q，相距r，则它们之间的库仑力大小为_____________．（已知静电力常量为k）

6．在真空中有一固定着的点电荷Q，在它所形成的电场中，在Q左方处的A点放入一个的负电荷，测出它受到的电场力，方向如图所示，则A点的场强为______，Q所带电的电量为________C，Q的电性为______。如果把q的电量增大为原来的5倍，其它条件不变，则A点场强为__________。

7．场强表达式只适用于_____在真空中形成的电场。场强表达式只适用于________________电场，其中，d必须是沿________的距离。

8．一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，如图所示。现在球壳上挖去半径为r（r<<R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受电场力的大小为______（已知静电力常量为k），方向____________。

9．如图所示，两个正的点电荷．相距，，，在两个点电荷连线上有a．b两点，分别距．为，由此可知a点场强的大小为______，方向___________；b点场强的大小为________，方向________。

10．如图所示，电场中A点的电场强度E = 2.0×104 N/C。将电荷量q = +2.0×10-8 C的点电荷放在电场中的A点，则该点电荷在A点所受静电力F的大小为___________。

11．一质量为 m．电荷量为﹣q 的带电小球在竖直方向的匀强电场中处于静止状态，重力加速度为 g，则电场的方向为竖直向_____（选填“上”或“下”），场强大小为_____.

12．博物馆在整理古籍书本时，为防止书页破损，通常先给古书充电，使书页间自动分开，这种方法是应用了______________________________的原理。

13．质量均为m的三个带电小球A．B．C 放置在光滑绝缘的水平面上，相邻球间的距离均为L，A 球带电荷量qA=+10q；B球带电荷量qB=+q。若在C上加一个水平向右的恒力，如图所示，使三球能始终保持L的间距向右运动.

（1）判断带电小球C的电性

（2）求C球的电量Q.

（3）求外力F的大小。

14．两相同的金属小球(可视为质点)带电量分别为-Q和+3Q,当相距r时,其间作用力为F,将两金属球相接触后再放回原来位置,则其间作用力为________.

15．真空中有两个相距0.1m．带电量相等的点电荷，它们间的静电力的大小为9.0×10-3N，已知静电力常量k=9.0×109N m2/C2。则每个点电荷所带的电荷量为　_______C。

16．已经证实质子．中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，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，即质子所带电荷量．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＝1.5×10－15 m，静电力常量K=9.0×109Nm2/c2, e = 1.6×10-19c.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．

17．光滑水平面的真空中有两个的点电荷，Q1带正电，Q2带负电，电量关系为Q1＞Q2，点电荷q置于Q1Q2连线所在直线上的某一点，三电荷均处于静止状态，则q带______电且离____更近。

18．库仑定律：真空中两个_________间相互作用的静电力跟它们的_________成正比，跟它们的___________成反比，作用力的方向在_________上。公式：F= __________，式中k叫做__________。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用__________，力的单位用_________，距离的单位用_________，则由实验得出k=9×109_____。使用上述公式时，电荷量Q1．Q2用绝对值代入计算。

参考答案与试题解析

1．【答案】B    负    A   

【解析】

【详解】

[1][2][3]．把一个带正电的金属球A跟同样的但不带电的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为B球上的正电荷转移到了A球上。

2．【答案】    (1). 正电荷    (2). 负电荷    (3). 排斥    (4). 吸引

【解析】自然界中有两种电荷：即正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3．【答案】吸引    5.410-6   

【解析】【来源】浙江省嘉兴市2018-2019学年高一下学期期末物理试题

【详解】

真空中两个点电荷q1．q2为异种电荷，它们之间的库仑力为吸引力；根据库仑定律，它们之间的库仑力F=k=9.0109N=5.410-6N。

4．【答案】003×1010 N，方向向右

【解析】

【详解】

在等量正电荷的连线AB的中点O 处合场强是零，所以早O点，不论放什么电荷，该电荷所受静电力合力都是零；受到两个力，对的吸引力和 对 的吸引力， 由得，F=3×1010 N，  方向向右。

5．【答案】

【解析】根据库仑定律可知，它们之间的库仑力大小.

6．【答案】        正       

【解析】【来源】奉贤区高二年级第一学期期末统考卷

【详解】

[1]A点的场强大小为：

；

[2][3]由于A点的电荷带负电，受力指向Q，故Q为正电荷；

；

[4] 如果把q的电量增大为原来的5倍，其它条件不变，由于电场由它本身的物理量决定，故场强还是；

7．【答案】    (1). 点电荷    (2). 匀强    (3). 电场方向

【解析】

【详解】是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于点电荷在真空中形成的电场；场强表达式只适用于匀强电场，d必须是沿电场方向的距离。

8．【答案】      由球心指向小圆孔圆心

【解析】球壳的电荷面密度σ=，球壳上挖去半径为r的小圆孔，去掉的电荷量q′=σπr2=，关于球心O对称位置相应电荷对球心电荷的电场力大小为F==，方向由球心指向小圆孔圆心，其余部分对球心电荷的合力为零。

9．【答案】100000    向右    350000    向左   

【解析】【来源】高二年级第一学期期中拓展提高卷

【详解】

[1]由点电荷的场强公式知：

[2]方向水平向右；

[3]同理可得点场强的大小为：

[4]方向水平向左

10．【答案】4.0×10-4 N

【解析】点电荷在A点所受电场力：F=qE=2.0×10-8×2.0×104 N=4.0×10-4N。

11．【答案】    (1). 下    (2).

【解析】

............【点睛】注意负电荷受到的电场力方向和电场方向相反．

12．【答案】同种电荷相互排斥

【解析】

【详解】

因为同种电荷相互排斥，所以给古书充电，使书页带上同种电荷，这样它们就能自动分开了。

【点睛】

掌握电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

13．【答案】(1) 负电(2) (3) 。

【解析】【来源】四川省绵阳市南山中学实验学校2019-2020学年高二10月月考物理试题

【详解】

(1) 由于A．B两球都带正电，它们互相排斥，C球必须对A．B都吸引，才能保证系统向右加速运动，故C球带负电荷。

(2)(3) 以三球为整体，设系统加速度为a，由牛顿第二定律：则F=3ma，隔离A．B，由牛顿第二定律可知，对A：

对B：

联立三式，解得：

，。

答：(1) 负电(2) (3) 。

14．【答案】 ;

【解析】

【详解】

由库仑定律可得：两球接触前的库仑力；而两球接触后平分电量，则两球的电量q==Q ，则作用力．

【点睛】

两相同小球相互接触再分开，则电量先中和然后再平分总电荷量；库仑定律计算中可以只代入电量，最后再根据电性判断库仑力的方向．

15．【答案】10-7C

【解析】

根据库仑定律可得：，解得：。

【点睛】根据库仑定律的公式，列出方程即可求得电荷的电荷量。

16．【答案】①图见解析；②上夸克之间的静电力为45.5 N，是排斥力；上夸克与下夸克之间的静电力为22.8 N，是吸引力.

【解析】【来源】湖北省钢城四中2018－2019学年高一下学期期中考试物理试题

【详解】

①如图；

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：
  
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：   
代入数值，得Fn=22.8N，为吸力。

17．【答案】正Q2

【解析】

【详解】

通过受力分析可知，三电荷受合力均为零，可知q必选带正电；由库仑定律，对q有因Q1>Q2，则r1>r2，则点电荷q置于Q1Q2连线的延长线所在直线上则距Q2更近些.

【点睛】

三个电荷都处以平衡状态时，三个电荷满足的关系是“两同夹异”，“两大夹小”，记住这个结论.

18．【答案】点电荷； 电荷电量的乘积；距离的平方；两点荷连线上；静电常数；库仑；牛顿；米；N？m2/C2。

【解析】

【详解】

库仑定律：真空中两个点电荷间相互作用的静电力跟它们的电荷电量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在两点荷连线上。公式：F=，式中k叫做静电常数。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用库仑，力的单位用牛顿，距离的单位用米，则由实验得出k=9×109 N？m2/C2。使用上述公式时，电荷量Q1．Q2用绝对值代入计算。