高二物理靜電場(chǎng)同步練習(xí)題答案
想要學(xué)好物理,大量的練習(xí)是少不了的。下面是學(xué)習(xí)啦小編收集整理的高二物理《靜電場(chǎng)》同步練習(xí)題目及其參考答案以供大家學(xué)習(xí)。
1.下列說法中正確的是( )
A.點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體
B.點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體
C.根據(jù)F= kq1q2r2設(shè)想當(dāng)r→0時(shí)得出F→∞
D.靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的
答案:D
解析 由點(diǎn)電荷的概念知,A、B均錯(cuò).當(dāng)兩電荷間距離r→0時(shí),兩電荷已不能看作點(diǎn)電荷,庫侖定律不再適用,C錯(cuò).而靜電力常量是由實(shí)驗(yàn)測(cè)出的,故D項(xiàng)正確.0時(shí),兩電荷已不能看作點(diǎn)電荷,庫侖定律不再適用,C錯(cuò).而靜電力常量是由實(shí)驗(yàn)測(cè)出的,故D項(xiàng)正確.
2.半徑為R的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上,若兩球都帶等量同種電荷Q時(shí)它們之間的靜電力為F1,兩球帶等量異種電荷Q與-Q時(shí)靜電力為F2,則( )
A.F1>F2
B.F1
C.F1=F2 D.不能確定
答案:B
解析:因?yàn)閮蓚€(gè)金屬球較大,相距較近,電荷間的相互作用力使電荷分布不均勻,故不能簡(jiǎn)單地把兩球看成點(diǎn)電荷.帶同種電荷時(shí),兩球的電荷在距離較遠(yuǎn)處分布得多一些,帶異種電荷時(shí),在距離較近處分布得多一些,可見帶同種電荷時(shí)兩球電荷中心間距離大于帶異種電荷時(shí)電荷中心間距離,所以有F1
3.半徑相同的金屬球A、B帶有相等電荷量q,相距一定距離時(shí),兩球間的庫侖力為F,今讓第三個(gè)與A、B相同的不帶電的金屬球C先后與A、B接觸,然后再移開,此時(shí)A、B間的相互作用力大小可能是( )
A.F/8 B.F/4 C.3F/8 D.3F/4
答案:AC
解析:A、B間的相互作用力為F,可能是斥力,也可能是引力.若A、B間為斥力,則A、B帶等量同種電荷,經(jīng)C操作后,qA=q/2,qB=3q/4,此時(shí)相互作用力F1=kqAqB/r2=3F/8,C正確,若A、B間為引力,則A、B帶等量異種電荷,設(shè)A帶+q,B帶-q,經(jīng)操作后qA′=q/2,qB′=-q4,則A、B間的相互作用力為F/8,故A選項(xiàng)也正確.
4.如圖1所示,三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和c帶正電,b帶負(fù)電,a所帶電荷量的大小比b的小.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來表示,它應(yīng)是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
答案:B
解析:據(jù)“同電相斥,異電相吸”規(guī)律,確定電荷c受到a和b的庫侖力方向,考慮a的帶電荷量小于b的帶電荷量,故Fac與Fbc的合力只能為F2,選項(xiàng)B正確.
5.兩個(gè)半徑為R的相同的金屬球,分別帶q和-3q的電荷量.當(dāng)球心相距r=3R放置時(shí),兩球相互作用力為F.若將兩球接觸后放回原來的位置,則兩球之間的相互作用力( )
A.等于F B.等于13F
C.大于13F D.小于13F
答案:D
解析:當(dāng)兩球接觸后電荷先中和再平分,即兩球的帶電荷量均為-q.原來兩球心相距r=3R,由于電荷之間是引力,當(dāng)將兩球的電荷看成點(diǎn)電荷時(shí),其點(diǎn)電荷間的距離r1
F=kq•3qr21>k3q2(3R)2=kq23R2
兩球接觸后,再放回原處,當(dāng)將兩球的電荷看成點(diǎn)電荷時(shí),由于電荷間是斥力,則兩點(diǎn)電荷間的距離r2>r=3R,由庫侖定律可得F′=kq2r22
6.如圖2所示,三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一條直線上,q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍,每個(gè)點(diǎn)電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個(gè)電荷的電荷量之比q1∶q2∶q3為( )
A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36
C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6
答案:A
解析:每個(gè)點(diǎn)電荷所受靜電力的合力為零,由口訣“三點(diǎn)共線,兩大夾小,兩同夾異”,可排除B、D選項(xiàng).考慮q2的平衡:由r12∶r23=1∶2,據(jù)庫侖定律得q3=4q1;考慮q1的平衡:r12∶r13=1∶3,同理得q3=9q2,即q2=19q3=49q1,故q1∶q2∶q3=1∶49∶4=9∶4∶36.考慮電性后應(yīng)為(-9)∶4∶(-36)或9∶(-4)∶36.只有A正確.
7.下圖中A球系在絕緣細(xì)線的下端,B球固定在絕緣平面上,它們帶電的種類以及位置已在圖中標(biāo)出.A球可保持靜止的是( )
答案 AD
8.如圖3所示,豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的小球A,在Q的正上方P點(diǎn)用絕緣線懸掛一個(gè)小球B,A、B兩小球因帶電而相互排斥,致使懸線與豎直方向成θ角.由于漏電,A、B兩小球的電荷量逐漸減小,懸線與豎直方向夾角θ逐漸減少,則在漏完電之前,拉力的大小將( )
A.保持不變 B.先變小后變大
C.逐漸變小 D.逐漸變大
答案:A
解析 題述是物體的準(zhǔn)靜態(tài)平衡過程.首先應(yīng)給出物體受力分析圖,如圖甲所示.小球B受三個(gè)力作用,它們構(gòu)成力的矢量三角形,如圖乙所示(重點(diǎn)在各力之間的夾角).構(gòu)筑好矢量三角形后,可得它與題圖中△PAB相似,利用GPA=FTPB可得PB繩拉力不變,應(yīng)選A.
9.不帶電的金屬球A的正上方有一點(diǎn)B,該處有帶電液滴自靜止開始落下,到達(dá)A球后電荷全部傳給A球,不計(jì)其他的影響,則下列敘述中正確的是( )
A.第一液滴做自由落體運(yùn)動(dòng),以后的液滴做變加速直線運(yùn)動(dòng),而且都能到達(dá)A球
B.當(dāng)液滴下落到重力等于庫侖力位置時(shí),速度為零
C.當(dāng)液滴下落到重力等于庫侖力位置時(shí),開始做勻速運(yùn)動(dòng)
D.一定有液滴無法到達(dá)A球
答案:D
解析:帶電液滴落在A上后,因其電荷全部傳給A球,A上的電荷量變多,A球與液滴間的斥力逐漸增大,設(shè)某液滴下落過程中在庫侖力和重力作用下,先加速再減速,到達(dá)A球時(shí)速度剛好為零.則以后再滴下的液滴將無法到達(dá)A球.
點(diǎn)評(píng):液滴達(dá)到最大速度的一瞬間,庫侖力與重力平衡.
10.如圖4所示,懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B,當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上,A處于受力平衡狀態(tài),此時(shí)懸線偏離豎直方向的角度為θ.若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為q1和q2,θ分別為30°和45°,則q2/q1為( )
A.2 B.3
C.23 D.33
答案:C
解析:設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為l.A處于平衡狀態(tài),則庫侖力F=mgtan θ.根據(jù)庫侖定律F=kq1q2r2知當(dāng)θ1=30°時(shí),有kq1qr21=mgtan 30°,r1=lsin 30°;當(dāng)θ2=45°時(shí),有kq2qr22=mgtan 45°,r2=lsin 45°,聯(lián)立得q2q1=23.
點(diǎn)評(píng):本題中的A、B在同一條水平線上,所以庫侖力也在水平方向上.
11.如圖5所示,
一個(gè)掛在絕緣細(xì)線下端的帶正電的小球B,靜止在圖示位置,若固定的帶正電的小球A的電荷量為Q,B球的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,θ=30°,A和B在同一條水平線上,整個(gè)裝置處于真空中,求A、B兩球間的距離.
答案:3kQqmg
解析:對(duì)小球B受力分析,如圖所示,小球B受豎直向下的重力mg,沿絕緣細(xì)線的拉力FT,A對(duì)它的庫侖力FC.
由力的平衡條件,可知FC=mgtan θ
根據(jù)庫侖定律FC=kQqr2
解得r= kQqmgtan θ= 3kQqmg
12.兩根光滑絕緣棒在同一豎直平面內(nèi),兩棒與水平面間均成45°角,棒上各穿有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為Q的相同小球,如圖6所示.現(xiàn)讓兩球同時(shí)從同一高度由靜止開始下滑,則當(dāng)兩球相距多遠(yuǎn)時(shí),小球的速度達(dá)到最大值?
答案:kQ2mg
解析:小球在下滑過程中先加速后減速,當(dāng)a=0時(shí),速度達(dá)到最大值,此時(shí)兩球相距L.對(duì)任一小球,此時(shí)重力、彈力、庫侖力三者的合力為零.F=kQ2L2,F(xiàn)mg=tan 45°,解之得L= kQ2mg.
13.一條長(zhǎng)3L的絕緣細(xì)線穿過兩個(gè)完全相同且質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)A、B,將線的兩端固定于同一點(diǎn)O,如圖7所示,當(dāng)金屬環(huán)帶電后,由于兩環(huán)間的靜電斥力使細(xì)線構(gòu)成一等邊三角形,此時(shí)兩環(huán)恰恰處于同一水平線上.若不計(jì)環(huán)與線間的摩擦,兩環(huán)所帶電荷量各為多少?
答案:L 3mgk L 3mgk
解析:由于兩金屬環(huán)完全相同,所以帶電后再分開時(shí),所帶電荷量應(yīng)相同,設(shè)為q.視小環(huán)為點(diǎn)電荷,平衡時(shí)兩環(huán)與O點(diǎn)之間恰好是一等邊三角形,因此環(huán)的兩邊拉力相等.對(duì)B進(jìn)行受力分析,如右圖所示.正交分解可得:FTcos 30°=mg和FT+FTsin 30°=kq2L2,解得q=L 3mgk.