高二物理靜電場同步練習(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》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.當(dāng)兩電荷間距離r→0時,兩電荷已不能看作點(diǎn)電荷,庫侖定律不再適用,C錯.而靜電力常量是由實(shí)驗(yàn)測出的,故D項正確.0時,兩電荷已不能看作點(diǎn)電荷,庫侖定律不再適用,C錯.而靜電力常量是由實(shí)驗(yàn)測出的,故D項正確.
2.半徑為R的兩個較大金屬球放在絕緣桌面上,若兩球都帶等量同種電荷Q時它們之間的靜電力為F1,兩球帶等量異種電荷Q與-Q時靜電力為F2,則( )
A.F1>F2
B.F1
C.F1=F2 D.不能確定
答案:B
解析:因?yàn)閮蓚€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,故不能簡單地把兩球看成點(diǎn)電荷.帶同種電荷時,兩球的電荷在距離較遠(yuǎn)處分布得多一些,帶異種電荷時,在距離較近處分布得多一些,可見帶同種電荷時兩球電荷中心間距離大于帶異種電荷時電荷中心間距離,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,兩球間的庫侖力為F,今讓第三個與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選項也正確.
4.如圖1所示,三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點(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B正確.
5.兩個半徑為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,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,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,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,每個點(diǎn)電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個電荷的電荷量之比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.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,以后的液滴做變加速直線運(yùn)動,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,速度為零
C.當(dāng)液滴下落到重力等于庫侖力位置時,開始做勻速運(yùn)動
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: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)的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個帶電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動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,有kq1qr21=mgtan 30°,r1=lsin 30°;當(dāng)θ2=45°時,有kq2qr22=mgtan 45°,r2=lsin 45°,聯(lián)立得q2q1=23.
點(diǎn)評: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,整個裝置處于真空中,求A、B兩球間的距離.
答案:3kQqmg
解析:對小球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)讓兩球同時從同一高度由靜止開始下滑,則當(dāng)兩球相距多遠(yuǎn)時,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,速度達(dá)到最大值,此時兩球相距L.對任一小球,此時重力、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3L的絕緣細(xì)線穿過兩個完全相同且質(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,此時兩環(huán)恰恰處于同一水平線上.若不計環(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,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.
高二物理靜電場同步練習(xí)題答案
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