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课时跟踪检测(二) 库仑定律
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1.下列说法正确的是 ( )
A.元电荷就是一个质子
B.小的带电体就是点电荷
C.用带绝缘柄的带正电小球a接触另一不带电的小球b使之带电,在此过程中小球a上的正电荷向小球b上转移,并且电荷守恒
D.将带负电的硬橡胶棒与不带电的验电器小球接近时,小球上的电子被排斥从而转移到金属箔上
2.对库仑定律的理解,以下说法中正确的是 ( )
A.将两个点电荷放置在绝缘的煤油中相距一定距离,则两点电荷间将没有库仑力的作用
B.由库仑力的表达式:F=k可知,当r→0时,F将趋向于无限大
C.库仑在实验中发现并总结了电荷间相互作用规律,静电力常量k=6.67×10-11 N·m2/C2
D.两个球心相距为L、带电量均为Q且电荷均匀分布的绝缘球间的静电力大小为k
3.两个完全相同的带电金属小球,相距为R(R远大于小球半径),其中一个小球的电荷量是另一个小球的5倍,两球间的吸引力大小是F,现将两小球接触后再把它们固定在距离为2R处,两小球间库仑力的大小是 ( )
A. B. C. D.
4.如图所示,在A点固定放置一个正点电荷+Q,在A点正右方距离为R处的B点放置一个负点电荷-q。现在让-q从B点沿AB连线水平向右运动,用r表示-q水平向右运动的距离,F表示-q所受+Q的库仑力大小,则能够描述F随r变化关系的大致图像是 ( )
5.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,表面无大气。在一次实验中,宇航员将一带负电q(q≪Q)的粉尘置于距该星球表面h高处,该粉尘恰好处于悬浮状态;宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h高处,无初速度释放,此带电粉尘将 ( )
A.向星球球心方向下落
B.背向星球球心方向飞向太空
C.仍处于悬浮状态
D.沿星球自转的线速度方向飞向太空
6.(16分)已知氢核的质量是1.67×10-27 kg,电子的质量是9.1×10-31 kg,质子带电量为1.6×10-19 C,在氢原子内它们之间的最短距离为5×10-11 m,静电力常量k=9×109 N·m2/C2,引力常量G=6.7×10-11 N·m2/kg2。(计算结果取一位有效数字)
(1)计算出氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力各是多大。(6分)
(2)求出库仑力与万有引力的比值。(5分)
(3)谈谈你对计算结果的看法。(5分)
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课时跟踪检测(二)
1.选D 元电荷是一个电子或者一个质子的电荷量,A错误;带电体是否可以看成点电荷,与带电体的大小没有直接关系,要看带电体的大小与形状对问题的影响是否可忽略,B错误;带电的本质是电子的转移,C错误;根据感应起电可知带负电的橡胶棒会将电子排斥到金属箔上,D正确。
2.选D 将两个点电荷放置在绝缘的煤油中相距一定距离时,两点电荷间仍然有库仑力的作用,故A错误;当两电荷之间的距离r→0时,两电荷已经不能看成点电荷,库仑定律不再适用,故B错误;库仑在实验中发现并总结了电荷间相互作用规律,静电力常量k=9×109 N·m2/C2,故C错误;根据库仑定律可知,两个球心相距为L、带电量均为Q且电荷均匀分布的绝缘球间的静电力大小为k,故D正确。
3.选D 由于两个带电金属小球相互吸引,所以两个金属小球带异种电荷,设这两个金属小球所带电荷量分别为+5q和-q,根据库仑定律,有F=k=5,两小球接触后再分开,电荷量先中和再平分,所带电荷量都为+2q,将两小球固定在距离为2R处,设两小球之间的库仑力为F',根据库仑定律,有F'=k=,故F'=。故选D。
4.选D 根据库仑定律可得,-q所受+Q的库仑力大小可表示为F=k,随着r的增大,F非线性减小,D正确。
5.选C 将一带负电q(q≪Q)的粉尘置于该星球表面h高处,该粉尘恰好处于悬浮状态,此时万有引力与库仑力平衡,由于库仑力Fq=和万有引力FG=都与距离的平方成反比,由此可知,受力平衡状态与高度无关,所以宇航员将此粉尘带到距该星球表面2h高处时,此带电粉尘仍处于悬浮状态。
6.解析:(1)根据库仑定律,则有:
F库==N≈9×10-8 N;
由万有引力定律,则有:
F万=G= N
≈4×10-47 N;
(2)根据以上数据,可得库仑力与万有引力的比值为:
=≈2×1039;
(3)由(2)可知,库仑力远大于万有引力,因此万有引力可以忽略。
答案:(1)9×10-8 N 4×10-47 N (2)2×1039 (3)万有引力相对库仑力太小,可以忽略
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