内容正文:
课时分层训练(二) 库仑定律
知识点1 点电荷
1.下列关于点电荷的说法正确的是( )
A. 任何带电球体,都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
B. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C. 当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷
D. 一切带电体任何情况下都可以看成点电荷
C 点电荷是一种理想化的物理模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是具体问题具体分析,看它的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响能否忽略不计。因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以A、B、D错,C对。
2.下列带电体可视为点电荷的是( )
A. 电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B. 在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C. 带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D. 带电的金属球一定不能视为点电荷
C 电子和质子在研究的范围非常小,与它们的大小差不多时,不能看成点电荷,A错误;在计算库仑力时,均匀带电的绝缘球体只有在一定的条件下可视为点电荷,B错误;带电的细杆与研究的范围相比其尺寸可以忽略不计时,可以视为点电荷,C正确;带电的金属球的大小与研究的范围相比可以忽略不计时,可以视为点电荷,D错误。
知识点2 库仑定律的理解及应用
3.(多选)对于库仑定律,下面说法正确的是( )
A. 库仑定律是实验定律
B. 两个带电小球即使相距非常近,也能直接用库仑定律
C. 相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D. 根据库仑定律,当两个带电体的距离趋近于0时,库仑力趋近于无穷大
AC 当两个带电小球距离很近时,电荷分布不再均匀,库仑定律不再成立,B错;当两带电体间的距离趋近于0时,两带电体不能再视为点电荷,库仑定律不再适用,D错。
4.两个点电荷相距r时相互作用力为F,则( )
A. 电荷量不变距离加倍时,作用力变为
B. 其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F
C. 每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F
D. 每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变
D 由F=k知,若Q1、Q2不变,而r变为原来的两倍,则F要变为原来的,A不正确;若其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离减半,则作用力变为原来的两倍,B错误;若每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数,则作用力保持不变,故C错,D对。
5.两个相同的带同种电荷的很小的金属球,带电荷量之比为1∶7;相距为r时两球之间的相互排斥力为F,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们之间的库仑力为( )
A. F B. F C. F D. F
A 当两相同金属小球带同种电荷时,设两球带电荷量分别为7Q、Q,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为4Q、4Q,根据库仑定律F=k可知,库仑力是原来的,故选A。
知识点3 静电力的叠加
6.如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上,a和c带正电,b带负电,a所带电荷量大小比 b的小。已知c受到 a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应该是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
B 因为a、c带同种电荷,故a、c之间为斥力,而b、c带异种电荷,故b、c之间为引力。又知a所带电荷量大小比b的小,故Fbc>Fac,如图所示,两者合力应指向图示位置,所以选项B正确。
7.用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若分别用Q、q、d、F表示物体O的电荷量、小球的电荷量、物体与小球间距离、物体和小球之间的作用力大小。则以下对该实验现象和结论的判断正确的是( )
A. 保持Q、d不变,减小q,则θ变大,说明F与q有关
B. 保持Q、q不变,增大d,则θ变小,说明F与d有关
C. 保持Q、q不变,减小d,则θ变大,说明F与d成反比
D. 保持q、d不变,减小Q,则θ变小,说明F与Q成正比
B 保持Q、d不变,减小q,则F变小,θ变小,A项错误;保持Q、q不变,增大d,则F变小,θ变小,说明F与d有关,B项正确;保持Q、q不变,减小d,则F变大,θ变大,但不能说明F与d成反比关系,C项错误;保持q、d不变,减小Q,则F变小,θ变小,但不能说明F与Q成正比,D项错误。
8.如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在M、N间放一带电小球b,则b应( )
A. 带负电,放