高二物理靜電場同步練習題答案

  想要學好物理,大量的練習是少不了的。下面是小編收集整理的高二物理《靜電場》同步練習題目及其參考答案以供大家學習。
 

  1.下列說法中正確的是***  ***

  A.點電荷就是體積很小的帶電體

  B.點電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體

  C.根據F= kq1q2r2設想當r→0時得出F→∞

  D.靜電力常量的數值是由實驗得出的

  答案:D

  解析 由點電荷的概念知,A、B均錯.當兩電荷間距離r→0時,兩電荷已不能看作點電荷,庫侖定律不再適用,C錯.而靜電力常量是由實驗測出的,故D項正確.0時,兩電荷已不能看作點電荷,庫侖定律不再適用,C錯.而靜電力常量是由實驗測出的,故D項正確.

  2.半徑為R的兩個較大金屬球放在絕緣桌面上,若兩球都帶等量同種電荷Q時它們之間的靜電力為F1,兩球帶等量異種電荷Q與-Q時靜電力為F2,則***  ***

  A.F1>F2

  B.F1

  C.F1=F2 D.不能確定

  答案:B

  解析:因為兩個金屬球較大,相距較近,電荷間的相互作用力使電荷分佈不均勻,故不能簡單地把兩球看成點電荷.帶同種電荷時,兩球的電荷在距離較遠處分佈得多一些,帶異種電荷時,在距離較近處分佈得多一些,可見帶同種電荷時兩球電荷中心間距離大於帶異種電荷時電荷中心間距離,所以有F1

  3.半徑相同的金屬球A、B帶有相等電荷量q,相距一定距離時,兩球間的庫侖力為F,今讓第三個與A、B相同的不帶電的金屬球C先後與A、B接觸,然後再移開,此時A、B間的相互作用力大小可能是***  ***

  A.F/8 B.F/4 C.3F/8 D.3F/4

  答案:AC

  解析:A、B間的相互作用力為F,可能是斥力,也可能是引力.若A、B間為斥力,則A、B帶等量同種電荷,經C操作後,qA=q/2,qB=3q/4,此時相互作用力F1=kqAqB/r2=3F/8,C正確,若A、B間為引力,則A、B帶等量異種電荷,設A帶+q,B帶-q,經操作後qA′=q/2,qB′=-q4,則A、B間的相互作用力為F/8,故A選項也正確.

  4.如圖1所示,三個完全相同的金屬小球a、b、c位於等邊三角形的三個頂點上.a和c帶正電,b帶負電,a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示,它應是***  ***

  A.F1 B.F2 C.F3 D.F4

  答案:B

  解析:據“同電相斥,異電相吸”規律,確定電荷c受到a和b的庫侖力方向,考慮a的帶電荷量小於b的帶電荷量,故Fac與Fbc的合力只能為F2,選項B正確.

  5.兩個半徑為R的相同的金屬球,分別帶q和-3q的電荷量.當球心相距r=3R放置時,兩球相互作用力為F.若將兩球接觸後放回原來的位置,則兩球之間的相互作用力***  ***

  A.等於F B.等於13F

  C.大於13F D.小於13F

  答案:D

  解析:當兩球接觸後電荷先中和再平分,即兩球的帶電荷量均為-q.原來兩球心相距r=3R,由於電荷之間是引力,當將兩球的電荷看成點電荷時,其點電荷間的距離r1

  F=kq•3qr21>k3q2***3R***2=kq23R2

  兩球接觸後,再放回原處,當將兩球的電荷看成點電荷時,由於電荷間是斥力,則兩點電荷間的距離r2>r=3R,由庫侖定律可得F′=kq2r22

  6.如圖2所示,三個點電荷q1、q2、q3固定在一條直線上,q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍,每個點電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個電荷的電荷量之比q1∶q2∶q3為***  ***

  A.***-9***∶4∶***-36*** B.9∶4∶36

  C.***-3***∶2∶***-6*** D.3∶2∶6

  答案:A

  解析:每個點電荷所受靜電力的合力為零,由口訣“三點共線,兩大夾小,兩同夾異”,可排除B、D選項.考慮q2的平衡:由r12∶r23=1∶2,據庫侖定律得q3=4q1;考慮q1的平衡:r12∶r13=1∶3,同理得q3=9q2,即q2=19q3=49q1,故q1∶q2∶q3=1∶49∶4=9∶4∶36.考慮電性後應為***-9***∶4∶***-36***或9∶***-4***∶36.只有A正確.

  7.下圖中A球系在絕緣細線的下端,B球固定在絕緣平面上,它們帶電的種類以及位置已在圖中標出.A球可保持靜止的是***  ***

  答案 AD

  8.如圖3所示,豎直絕緣牆壁上的Q處有一固定的小球A,在Q的正上方P點用絕緣線懸掛一個小球B,A、B兩小球因帶電而相互排斥,致使懸線與豎直方向成θ角.由於漏電,A、B兩小球的電荷量逐漸減小,懸線與豎直方向夾角θ逐漸減少,則在漏完電之前,拉力的大小將***  ***

  A.保持不變 B.先變小後變大

  C.逐漸變小 D.逐漸變大

  答案:A

  解析 題述是物體的準靜態平衡過程.首先應給出物體受力分析圖,如圖甲所示.小球B受三個力作用,它們構成力的向量三角形,如圖乙所示***重點在各力之間的夾角***.構築好向量三角形後,可得它與題圖中△PAB相似,利用GPA=FTPB可得PB繩拉力不變,應選A.

  9.不帶電的金屬球A的正上方有一點B,該處有帶電液滴自靜止開始落下,到達A球后電荷全部傳給A球,不計其他的影響,則下列敘述中正確的是***  ***

  A.第一液滴做自由落體運動,以後的液滴做變加速直線運動,而且都能到達A球

  B.當液滴下落到重力等於庫侖力位置時,速度為零

  C.當液滴下落到重力等於庫侖力位置時,開始做勻速運動

  D.一定有液滴無法到達A球

  答案:D

  解析:帶電液滴落在A上後,因其電荷全部傳給A球,A上的電荷量變多,A球與液滴間的斥力逐漸增大,設某液滴下落過程中在庫侖力和重力作用下,先加速再減速,到達A球時速度剛好為零.則以後再滴下的液滴將無法到達A球.

  點評:液滴達到最大速度的一瞬間,庫侖力與重力平衡.

  10.如圖4所示,懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電荷量不變的小球A.在兩次實驗中,均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B,當B到達懸點O的正下方並與A在同一水平線上,A處於受力平衡狀態,此時懸線偏離豎直方向的角度為θ.若兩次實驗中B的電荷量分別為q1和q2,θ分別為30°和45°,則q2/q1為***  ***

  A.2 B.3

  C.23 D.33

  答案:C

  解析:設細線長為l.A處於平衡狀態,則庫侖力F=mgtan θ.根據庫侖定律F=kq1q2r2知當θ1=30°時,有kq1qr21=mgtan 30°,r1=lsin 30°;當θ2=45°時,有kq2qr22=mgtan 45°,r2=lsin 45°,聯立得q2q1=23.

  點評:本題中的A、B在同一條水平線上,所以庫侖力也在水平方向上.

  11.如圖5所示,

  一個掛在絕緣細線下端的帶正電的小球B,靜止在圖示位置,若固定的帶正電的小球A的電荷量為Q,B球的質量為m,帶電荷量為q,θ=30°,A和B在同一條水平線上,整個裝置處於真空中,求A、B兩球間的距離.

  答案:3kQqmg

  解析:對小球B受力分析,如圖所示,小球B受豎直向下的重力mg,沿絕緣細線的拉力FT,A對它的庫侖力FC.

  由力的平衡條件,可知FC=mgtan θ

  根據庫侖定律FC=kQqr2

  解得r= kQqmgtan θ= 3kQqmg

  12.兩根光滑絕緣棒在同一豎直平面內,兩棒與水平面間均成45°角,棒上各穿有一個質量為m、帶電荷量為Q的相同小球,如圖6所示.現讓兩球同時從同一高度由靜止開始下滑,則當兩球相距多遠時,小球的速度達到最大值?

  答案:kQ2mg

  解析:小球在下滑過程中先加速後減速,當a=0時,速度達到最大值,此時兩球相距L.對任一小球,此時重力、彈力、庫侖力三者的合力為零.F=kQ2L2,Fmg=tan 45°,解之得L= kQ2mg.

  13.一條長3L的絕緣細線穿過兩個完全相同且質量都是m的小金屬環A、B,將線的兩端固定於同一點O,如圖7所示,當金屬環帶電後,由於兩環間的靜電斥力使細線構成一等邊三角形,此時兩環恰恰處於同一水平線上.若不計環與線間的摩擦,兩環所帶電荷量各為多少?

  答案:L 3mgk L 3mgk

  解析:由於兩金屬環完全相同,所以帶電後再分開時,所帶電荷量應相同,設為q.視小環為點電荷,平衡時兩環與O點之間恰好是一等邊三角形,因此環的兩邊拉力相等.對B進行受力分析,如右圖所示.正交分解可得:FTcos 30°=mg和FT+FTsin 30°=kq2L2,解得q=L 3mgk.