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- 2021-05-23 发布
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(三十九) 电荷守恒定律和库仑定律 作业
1.带电微粒所带电荷量不可能是下列选项中的( )
A.3.2×10-19 C B.-6.4×10-20 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
解析:选B 最小的电荷量是1.6×10-19 C,这个最小的电荷量叫元电荷,任何带电体的电荷量都是元电荷或是元电荷的整数倍,3.2×10-19 C=2e,故A正确;-6.4×10-20 C不是1.6×10-19 C的整数倍,故B错误;-1.6×10-18 C=-10e,故C正确;4.0×10-17 C=250e,故D正确。
2.如图所示,在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中( )
A.玻璃棒带正电,丝绸不带电
B.丝绸与玻璃棒带电情况完全相同
C.玻璃棒中的电子转移到丝绸上,丝绸带负电
D.丝绸中的正电荷转移到玻璃棒上,玻璃棒带正电
解析:选C 丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,丝绸带负电,A、B错误;实际情况是玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒带正电,丝绸带负电,C正确,D错误。
3.如图所示,将带正电的金属小球接触原不带电的验电器A端之后拿走。关于验电器的带电情况正确的是( )
A.A端带正电,B端带正电
B.A端带负电,B端带负电
C.A端带负电,B端带正电
D.A端带正电,B端带负电
解析:选A 用带正电的小球去接触验电器A端,验电器中的电子将被吸附到带电小球上去,故A端带上正电,A、B两端电性相同,故A正确。
4.关于库仑定律的公式F=k,下列说法中正确的是( )
A.只要是真空中的静止电荷,库仑定律就适用
B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞
C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了
D.当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了
解析:选D 只有是真空中的静止的点电荷,库仑定律才适用,选项A错误;当r→0时,电荷不能再看成是点电荷,库仑定律的公式不再适用,选项B错误,D正确;当r→∞时,库仑定律的公式适用,选项C错误。
5.如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点位于Q的正上方,和Q相距分别为h
和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度刚好变为零。若此点电荷在A点处的加速度大小为,则此点电荷在B点处的加速度a为( )
A.a=4g,方向竖直向上 B.a=4g,方向竖直向下
C.a=3g,方向竖直向上 D.a=3g,方向竖直向下
解析:选C 对点电荷在A点进行受力分析,得mg-k=mg,则k=mg,点电荷在B点受到的库仑力为F=k=16×=4mg,由牛顿第二定律得F-mg=ma,解得a=3g,方向竖直向上,A、B、D错误,C正确。
6.(多选)两个相同的金属小球(大小不计),带电荷量大小之比为1∶7,相距为r,两个小球相互接触后再放回到原的位置上,则它们之间的库仑力大小可能为原的( )
A. B.
C. D.
解析:选CD 若两个小球带同种电荷,设电荷量小的小球带电荷量大小为Q,它们之间的库仑力大小为F1=k,根据平均分配原则,它们接触后所带电荷量大小为QA=QB=4Q,所以它们之间的库仑力大小为F2=k=F1;若两个小球带异种电荷,接触前它们之间的库仑力大小为F1=k,接触后它们所带电荷量大小为QA=QB=3Q,所以它们之间的库仑力大小为F3=k=F1,所以C、D正确。
7.(多选)在光滑绝缘的水平面上,相距一定的距离放有两个质量分别为m和2m的带电小球(可视为质点)A和B。在t1时刻,同时将两球无初速度释放,此时A球的加速度大小为a;经一段时间后,在t2时刻,B球的加速度大小也变为a。若释放后两球在运动过程中并未接触,且所带电荷量都保持不变,则下列判断正确的是( )
A.两小球带的是同种电荷
B.两小球带的是异种电荷
C.t2时刻两小球间的距离是t1时刻的倍
D.t2时刻两小球间的距离是t1时刻的倍
解析:选BD t1时刻A球的加速度大小为a,t2时刻B球的加速度大小也为a,但B球质量为A球的两倍,说明t2时刻A、B球之间的库仑力为t1
时刻的两倍,由库仑定律可知两小球距离必定减小,即两球间为库仑引力,故两小球带异种电荷,B对,A错;由库仑定律F=k可知,D对,C错。
8.(多选)如图所示,两个带电金属小球中心距离为r,所带电荷量大小相等为Q,则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是( )
A.若是同种电荷,Fk
C.若是同种电荷,F>k
D.不论是何种电荷,F=k
解析:选AB 净电荷只能分布在金属球的外表面,若是同种电荷则互相排斥,电荷间的距离大于r,如图所示,根据库仑定律F=k,电荷之间的相互作用力小于k;若是异种电荷则相互吸引,电荷间的距离小于r,则相互作用力大于k,故选项A、B正确。
9.相距L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和-Q:
(1)若A、B电荷固定不动,在它们连线的中点放入带电量为+2Q的电荷C,电荷C受到的静电力是多少?
(2)若A、B电荷是可以自由移动的,要在通过它们的直线上引入第三个电荷D,使三个点电荷都处于平衡状态,求电荷D的电量和放置的位置。
解析:(1)A、C之间为斥力,大小为FAC=k=32k
B、C之间为引力,大小为FBC=k=8k
F合=FAC+FBC=40k。
(2)根据三个点电荷的平衡规律,D为正电荷,且D应放在AB连线的延长线上靠近B的一侧,设D到B的距离为x,电荷量为q,
则对A有k=k
对B有k=k
解得:q=4Q,x=L。
答案:(1)40k (2)4Q 放在AB连线的延长线上距离B为L处