作业(一)　库仑定律-2023年新教材高二物理寒假假期作业

第一部分　温故知新 　　　　库仑定律 知识点一　三种起电方式的比较 摩擦起电 感应起电 接触起电 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体带上与带电体同性的电荷 原因 不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电 电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷 在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 说明 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移 1.如图所示，取一对用绝缘支柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。把带正电荷的导体C移近导体A，则(　　) A.A带正电，B带负电 B.两金属箔都张开 C.A端金属箔张开，B端金属箔闭合 D.分开A、B，再移走C，两金属箔都闭合 感应起电的判断方法 1.当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图甲所示。 2.导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。 说明：用手摸一下导体，再移开手指，相当于先把导体接地，然后再与大地断开。　 知识点二　库仑定律的理解与应用 1.库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理。 2.当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用。 3.真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。 4.若空间存在多个点电荷，某点电荷受到的作用力等于其他点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 2.真空中正三角形ABC的三个顶点上分别放有电荷量相等、电性不同的点电荷，A、C两点为正电荷，B为负电荷，如图所示，C处点电荷所受静电力大小为F，则A、B两处点电荷所受静电力大小分别为(　　) A.F　F　　　 B.F　F C.F　F D.F　F 置于真空中的两块带电的金属板，相距1 cm，面积均为10 cm2，带电量分别为Q1＝2×10－8 C，Q2＝－2×10－8 C，若在两板之间的中点放一个电量q＝5×10－9 C的点电荷，金属板对点电荷的作用力是多大？ [错解]　点电荷受到两板带电荷的作用力，此二力大小相等，方向相同，由库仑定律可得F＝k＝9×109×＝3.6×10－2(N) F＝F1＋F2＝7.2×10－6 N，方向指向带负电的金属板。如图所示。 [错解原因]　库仑定律只适用于点电荷间相互作用，本题中两个带电金属板面积较大，相距较近，不能再看作是点电荷，不能应用库仑定律求解。 [分析解答]　两个平行带电板相距很近，其间形成匀强电场，电场中的点电荷受到电场力的作用。 C＝ ＝ F ＝8.84×10－13 F 两极间电势差为 U＝＝ N＝2.26×104 N E＝＝ V/m＝2.26×106 V/m， F＝qE＝5×10－9×2.26×106 N＝1.13×10－2 N。 1.对库仑定律的数学表达式F＝k的以下理解，正确的是(　　) A.此式适用于任何介质中任意两个带电体间相互作用力的计算 B.此式仅适用于真空中任意两个带电体间相互作用力的计算 C.由此式可知，当r趋于零时F趋于无限大 D.式中的k是与q1、q2及r的大小无关的恒量，且k＝9.0×109N·m2/C2 2.(2023·南京模拟)我们已经知道电荷量分别为q1、q2的两个点电荷距离为r时，它们之间的静电作用力F＝k，其中k为静电力常量，当q1和r一定时，F与q2之间的关系可用图中的哪条图线表示(　　) A.图线a　 B.图线b C.图线c D.图线d 3.(多选)两个相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的(　　) A. B. C. D. 4.如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，则下列说法正确的是(　　) A.C带正电，且QC＜QB B.C带正电，且QC＞QB C.C带负电，且QC＜QB D.C带负电，且QC＞QB 5.有三根长度皆为l＝0.3 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板的O点，另一端分别栓有质量皆为m＝1.0×10－2kg的带电小球A和B，它们的电荷量分别为－q和＋q，q＝1.0×10－6 C。A、B之间用第三根线连接起来，空间中存在大小为E＝2.0×105 N/C的匀强电场，电场强度的方向水平向右。平衡时A、B球的位置如图所示。已知静电力常量k＝9×10