一、選擇題(8×5′,共40分)
1.庫(kù)侖定律的適用范圍是( )
A.真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用
B.真空中任意帶電體間的相互作用
C.真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用
D.真空中兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離,則可應(yīng)用庫(kù)侖定律
解析:庫(kù)侖定律嚴(yán)格適用于點(diǎn)電荷間的相互作用力.
答案:CD
2.A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離恒定,當(dāng)其他電荷移近時(shí),A、B之間的庫(kù)侖力將( )
A.可能變大 B.可能變小
C.一定不變 D.無(wú)法確定
解析:由F=k可以得出.
答案:C
3. (2011·海南卷)三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知( )
A.n=3 B.n=4
C.n=5 D.n=6
解析:設(shè)1、2兩電荷之間的距離為r,3和他們沒(méi)有接觸前,由庫(kù)侖定律有=F,接觸后,2球帶電荷量為q,1球帶電荷量為q,由庫(kù)侖定律有=F,聯(lián)立上面兩式解得n=6,D項(xiàng)對(duì).
答案:D
4.兩個(gè)點(diǎn)電荷相距r時(shí)相互作用力為F,則( )
A.電量不變距離加倍時(shí),作用力變?yōu)镕/2
B.其中一個(gè)電荷的電量和兩電荷間距離都減半時(shí),作用力為4F
C.每個(gè)電荷的電量和兩電荷間距離都減半時(shí),作用力為4F
D.每個(gè)電荷的電量和兩電荷間距離都增加相同倍數(shù)時(shí),作用力不變
解析:由F=k,若Q1、Q2不變,而r變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍時(shí),則F要變?yōu)樵瓉?lái)的,故選項(xiàng)A不正確;若其中一個(gè)電荷的電量和兩電荷間距離減半時(shí),則作用力變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若每個(gè)電荷的電量和兩電荷間距離都減半或增加相同的倍數(shù)時(shí),則作用力保持不變,故C錯(cuò),D對(duì).
答案:D
5.關(guān)于靜電力常量,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.由k=F·r2/Q1Q2可知,當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r越大,兩個(gè)點(diǎn)電荷電量的乘積Q1Q2越小時(shí),靜電力常量k的值就越大
B.k是一個(gè)無(wú)單位的常數(shù)
C.因?yàn)殪o電力有方向,所以k是一個(gè)矢量
D.k在數(shù)值上等于兩個(gè)1 C的點(diǎn)電荷相距1 m時(shí)的相互作用力的大小
答案:D
6.如圖8所示,在光滑絕緣的水平面上,固定著質(zhì)量相等的三個(gè)帶電小球a、b、c,三球在一條直線上,若釋放a球,a球的初始加速度為-1 m/s2(向右為正);若釋放c球,c球的初始加速度為-3 m/s2,當(dāng)釋放b球時(shí),b球的初始加速度為( )
圖8
A.4 m/s2 B.-1 m/s2
C.-4 m/s2 D.1 m/s2
解析:對(duì)a:Fba+Fca=maa.
對(duì)c:Fbc+Fac=mac,
因?yàn)镕ca=-Fac,所以+得:
Fba+Fbc=-(Fab+Fcb)=m(aa+ac).
又Fab+Fcb=mab,所以mab=-m(aa+ac),所以ab=-(aa+ac)=-(-1-3)m/s2=4 m/s2.即b球的初始加速度大小為4 m/s2,方向向右.
答案:A
圖9
7.如圖9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表示,它應(yīng)是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
圖10
解析:取小球c為研究對(duì)象,c受到a的斥力F斥,方向沿ac連線如圖10所示,c受到b的吸引力F引,由于F引>F斥,則c球受靜電力的合力應(yīng)為F2.
答案:B
圖11
8.一個(gè)半徑為R的圓盤(pán),帶電荷量為Q,OO′為過(guò)圓盤(pán)的圓心O的直線,且OO′與圓盤(pán)面垂直,在OO′上的M點(diǎn)放電荷量為q的另一個(gè)點(diǎn)電荷,此時(shí)Q與q的庫(kù)侖力為F,若將q移至N點(diǎn),Q與q的庫(kù)侖力為F′.已知OM=MN=R,如圖11所示,則F′等于( )
A.2F B.F
C. D.以上答案都不對(duì)
解析:由于點(diǎn)電荷q和圓盤(pán)間距離為R,而圓盤(pán)的半徑也為R,因而圓盤(pán)的大小和形狀不能忽略,即不能看成點(diǎn)電荷,所以q和圓盤(pán)間的庫(kù)侖力也就不能使用庫(kù)侖定律計(jì)算,故答案為D.
答案:D