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新课标2013年高考考前预测核心考点专项突破
库仑定律
【核心内容解读】真空中两个点电荷之间的作用力与两个电荷的电荷量乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比。库仑定律是静电场中的重要定律,利用库仑定律解答选择题可采用比例法。两个完全相同的带同号电荷的金属小球接触后电荷量平分;两个完全相同的带异号电荷的金属小球接触后,先中和后平分。
预测题1. 使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2。则F1与F2之比为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1
解析:由库仑定律得F1=15kQ2/a2,两小球相互接触后每个小球带电量Q,固定在相距为2a的两点时,它们之间库仑力的大小为F2= kQ2/(2a)2,F1∶F2=60∶1。选项D正确。
答案:D
【名师点评】此题以异号点电荷接触后再放回原处为情景,意在考查电荷守恒定律和库仑定律。
预测题2.半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷,相隔较远的距离,两球之间的吸引力大小为F,今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间作用力的大小是
(A)F/4 (B)3F/4 (C)F/8 (D) 3F/8
解析:设金属小球A、B带有等量的电荷Q,第三个半径相同的不带电的金属小球先与A接触,电量平分,各带Q/2;后与B球接触,先中和后电量平分,各带Q/4;移开,由库仑定律,F’=k
= F/8,选项C正确。
答案:C
【名师点评】此题以三个小球相互接触切入,意在考查电荷守恒定律和库仑定律。
预测题3.如图所示,将两个摆长均为l的单摆悬于O点,摆球质量均为m,带电量均为q(q>0)。将另一个带电量也为q(q>0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点,当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时,摆线的夹角恰好为120°,则此时摆线上的拉力大小等于( )
A.
B.
C.
D.
解析:对a球受力分析,设摆线上的拉力为F,由平衡条件,
在竖直方向,Fcos60°+k