内容正文:
专题07 电荷及库仑定律(解析版)
【考点分析】
【知识点梳理】静电场;电荷;静电现象;静电的应用和防护;库仑定律;库仑定律与力电综合问题;
【公式梳理】
物理概念、规律
公式
备注
静电场
库仑定律
适用条件:静止在真空中的点电荷
电荷与电荷守恒定律
1.(23-24高一下·浙江宁波·期末)法国的物理学家库仑在探究电荷间的相互作用规律时,引入了“点电荷”的概念,从物理学研究的科学方法上来说,这属于( )
A.控制变量法 B.理想模型法 C.观察实验法 D.微元法
【答案】B
【详解】“质点”、“点电荷”等都是为了研究问题简单而引入的理想化的模型,所以它们从科学方法上来说属于理想模型法。
故选B。
2.(23-24高一下·浙江宁波·期末)已知一个电子所带电量,现高二有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊,根据你所学知识,推断该数值不可能是下列哪一个?( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】元电荷电量为,物体所带电荷量为元电荷电量的整数倍,故B的数值不可能。
故选B。
3.(23-24高一下·浙江温州·期末)下列说法正确的是( )
A.质点、点电荷、元电荷都是理想模型
B.由可知,电场强度E与F成正比
C.密立根通过油滴实验测得元电荷e的数值
D.伽利略得出了物体间的引力与太阳行星间的引力遵从相同的规律
【答案】C
【详解】A.质点和点电荷都是理想模型,元电荷不是理想模型,A错误;
B.由可知,电场强度E与F无关,电场强度是由电场本身决定的,B错误;
C.密立根通过油滴实验测得元电荷e的数值,C正确;
D.牛顿得出了物体间的引力与太阳行星间的引力遵从相同的规律,D错误。
故选C。
4.(23-24高一下·浙江湖州·期末)如图所示,将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体,若虚线将导体分成A、B两部分,这两部分的电荷量分别为QA、QB。则下列判断正确的是( )
A.A带正电,QA=QB B.A带正电,QA<QB
C.A带负电,QA<QB D.A带负电,QA=QB
【答案】A
【详解】根据电荷守恒可知,根据静电感应原理可知,A为远端,与C所带电性一样,所以A带正电。
故选A。
5.(23-24高一下·浙江杭州·期末)如图所示,不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触,贴在下部的两片金属箔是闭合的。手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近金属导体A,导体A和B下部的金属箔片都张开,下列关于感应电荷的分布情况,正确的是( )
A.A端和B端箔片都带正电 B.A端和B端箔片都带负电
C.A端箔片带负电,B端箔片带正电 D.A端箔片带正电,B端箔片带负电
【答案】C
【详解】把带正电荷的带电体C移近导体,由于静电感应,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷。
故选C。
6.(23-24高一下·浙江衢州·期末)将塑料带一端打结,另一端撕开多条,用毛巾反复摩擦塑料带;用毛巾多次摩擦PVC管,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮。则( )
A.毛巾与塑料带带同种电荷
B.PVC管与塑料带带同种电荷
C.毛巾与塑料带摩擦时产生了电荷
D.塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
【答案】B
【详解】AC.毛巾与塑料带摩擦时并没有产生电荷,而是电子从一个物体转移到另一个物体上,毛巾与塑料带带异种电荷,故AC错误;
B.用毛巾摩擦后,PVC管与塑料带带同种电荷,两者间相互排斥,从而使塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮,故B正确;
D.塑料带会张开是因为带上同种电荷相互排斥,向四周散开,故D错误。
故选B。
库仑定律的理解及应用
7.(23-24高一下·浙江湖州·期末)如图所示,一个带电的球体M固定在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上的P1处,M、N可看成点电荷。当小球N静止时,球体M中心与小球N等高,丝线与竖直方向的夹角为θ。在将悬点由P1处缓慢移到P2处的过程中,观察到夹角θ增大。由此可知( )
A.M和N带异种电荷
B.悬点由P1处缓慢移到P2处的过程中,N受到的静电力增大
C.N受到的静电力大小与它们间的距离的平方成反比
D.若悬点P1不变,使M的电荷量加倍,则N静止时受到的静电力也加倍
【答案】B
【详解】A.根据题意可知M和N相互排斥,则M和N带同种电荷,故A错误;
B.悬点由P1处缓慢移到P2处的过程中,两个带电小球的距离减小,根据库伦定律可知N受到的静电力增大,故B正确;
C.N受到的静电力大小与它们球心的距离的平方成反比,故C错误;
D.若悬点P1不变,使M的电荷量加倍,则N静止时受到的静电力增大,由于静电力增大,所以小球N与M的距离变大,所以N静止时受到的静电力小于之前的2倍,故D错误。
故选B。
8.(23-24高一下·浙江丽水·期末)A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶1,B点位于A、C之间,在A处固定一电荷量为Q的点电荷。当在B处放一电荷量为-q的点电荷时,Q所受的静电力为F;移去B处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,则Q所受的静电力为( )
A. B. C. D.F
【答案】C
【详解】当在B处放一电荷量为-q的点电荷时,Q所受的静电力为F,则,移去B处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,则Q所受的静电力为
故选C。
9.(23-24高一下·浙江丽水·期末)下列有关物理学家的贡献,说法正确的是( )
A.牛顿通过实验测出了万有引力常量
B.库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量
C.开普勒在前人的基础上首先发现了万有引力定律
D.爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同
【答案】D
【详解】A.卡文迪许通过实验测出了万有引力常量,故A错误;
B.库仑通过扭秤实验测定静电力常量,密立根通过油滴实验测量出了电子的电荷量,故B错误;
C.牛顿在前人的基础上首先发现了万有引力定律,故C错误;
D.爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同,故D正确;
故选D。
库仑定律结合的力电综合问题
10.(23-24高一下·浙江温州·期末)用两根同样长的绝缘细绳把两个带正电的小球悬挂在一点。两小球的质量相等,小球A所带的电荷量大于小球B所带的电荷量。两小球静止时,左右悬线与竖直方向的偏角分别为和。在空间中加一个竖直向下的匀强电场,再次平衡后,左右悬线与竖直方向的偏角分别变为和。下列判断正确的是( )
A.、
B.、
C.、
D.、
【答案】C
【详解】两小球的质量相等,重力也相等;根据牛顿第三定律,库仑斥力大小相等,方向相反,所以细线的拉力大小相等,与竖直方向的夹角也相等,即。根据电场力的计算公式,可知在空间中加一个竖直向下的匀强电场,A受电场力较大,则相对于B球,A球的重力变大,如图
根据杠杆平衡条件可知,其中,,则可知
故选C。
11.(23-24高一下·浙江宁波·期末)把质量为m=kg的带电的小球A用绝缘细绳悬起,若将带正电,电荷量为的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r=0.3m时,绳与竖直方向成α=60°角。重力加速度g取,静电力常量。试求:
(1)A球带正电还是负电;
(2)A球所受库仑力F大小;
(3)A球所带电荷量q大小;
(4)若撤走B的瞬间,空间加一水平方向的匀强电场,若该电场可以让细绳摆到竖直方向时小球速度为0,求该电场E大小和方向。
【答案】(1)负电;(2);(3);(4),方向水平向右
【详解】(1)根据题意知A球与B球之间存在引力,已知B球带正电,则A球带负电;
(2)对A球受力分析知,受到拉力、重力和库仑力,由几何关系有
解得A球所受库仑力F大小为F =N
(3)根据库仑定律
解得C
(4)已知A球带负电,当电场方向水平向右,A球受到的电场力水平向左,电场力对A球做负功,可以让细绳摆到竖直方向时小球速度为0;设绳长为l,由动能定理得
解得N/C
7 / 7
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题07 电荷及库仑定律(原卷版)
【考点分析】
【知识点梳理】静电场;电荷;静电现象;静电的应用和防护;库仑定律;库仑定律与力电综合问题;
【公式梳理】
物理概念、规律
公式
备注
静电场
库仑定律
适用条件:静止在真空中的点电荷
电荷与电荷守恒定律
1.(23-24高一下·浙江宁波·期末)法国的物理学家库仑在探究电荷间的相互作用规律时,引入了“点电荷”的概念,从物理学研究的科学方法上来说,这属于( )
A.控制变量法 B.理想模型法 C.观察实验法 D.微元法
2.(23-24高一下·浙江宁波·期末)已知一个电子所带电量,现高二有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊,根据你所学知识,推断该数值不可能是下列哪一个?( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·浙江温州·期末)下列说法正确的是( )
A.质点、点电荷、元电荷都是理想模型
B.由可知,电场强度E与F成正比
C.密立根通过油滴实验测得元电荷e的数值
D.伽利略得出了物体间的引力与太阳行星间的引力遵从相同的规律
4.(23-24高一下·浙江湖州·期末)如图所示,将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体,若虚线将导体分成A、B两部分,这两部分的电荷量分别为QA、QB。则下列判断正确的是( )
A.A带正电,QA=QB B.A带正电,QA<QB
C.A带负电,QA<QB D.A带负电,QA=QB
5.(23-24高一下·浙江杭州·期末)如图所示,不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触,贴在下部的两片金属箔是闭合的。手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近金属导体A,导体A和B下部的金属箔片都张开,下列关于感应电荷的分布情况,正确的是( )
A.A端和B端箔片都带正电 B.A端和B端箔片都带负电
C.A端箔片带负电,B端箔片带正电 D.A端箔片带正电,B端箔片带负电
6.(23-24高一下·浙江衢州·期末)将塑料带一端打结,另一端撕开多条,用毛巾反复摩擦塑料带;用毛巾多次摩擦PVC管,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮。则( )
A.毛巾与塑料带带同种电荷
B.PVC管与塑料带带同种电荷
C.毛巾与塑料带摩擦时产生了电荷
D.塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
库仑定律的理解及应用
7.(23-24高一下·浙江湖州·期末)如图所示,一个带电的球体M固定在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上的P1处,M、N可看成点电荷。当小球N静止时,球体M中心与小球N等高,丝线与竖直方向的夹角为θ。在将悬点由P1处缓慢移到P2处的过程中,观察到夹角θ增大。由此可知( )
A.M和N带异种电荷
B.悬点由P1处缓慢移到P2处的过程中,N受到的静电力增大
C.N受到的静电力大小与它们间的距离的平方成反比
D.若悬点P1不变,使M的电荷量加倍,则N静止时受到的静电力也加倍
8.(23-24高一下·浙江丽水·期末)A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶1,B点位于A、C之间,在A处固定一电荷量为Q的点电荷。当在B处放一电荷量为-q的点电荷时,Q所受的静电力为F;移去B处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,则Q所受的静电力为( )
A. B. C. D.F
9.(23-24高一下·浙江丽水·期末)下列有关物理学家的贡献,说法正确的是( )
A.牛顿通过实验测出了万有引力常量
B.库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量
C.开普勒在前人的基础上首先发现了万有引力定律
D.爱因斯坦提出真空中的光速在不同的惯性参考系中大小相同
库仑定律结合的力电综合问题
10.(23-24高一下·浙江温州·期末)用两根同样长的绝缘细绳把两个带正电的小球悬挂在一点。两小球的质量相等,小球A所带的电荷量大于小球B所带的电荷量。两小球静止时,左右悬线与竖直方向的偏角分别为和。在空间中加一个竖直向下的匀强电场,再次平衡后,左右悬线与竖直方向的偏角分别变为和。下列判断正确的是( )
A.、
B.、
C.、
D.、
11.(23-24高一下·浙江宁波·期末)把质量为m=kg的带电的小球A用绝缘细绳悬起,若将带正电,电荷量为的带电球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r=0.3m时,绳与竖直方向成α=60°角。重力加速度g取,静电力常量。试求:
(1)A球带正电还是负电;
(2)A球所受库仑力F大小;
(3)A球所带电荷量q大小;
(4)若撤走B的瞬间,空间加一水平方向的匀强电场,若该电场可以让细绳摆到竖直方向时小球速度为0,求该电场E大小和方向。
4 / 4
学科网(北京)股份有限公司
$$