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1、高二物理库仑力习题课一、平衡问题:(一)共线平衡问题1、真空中,在光滑的水平面上,有两个点电荷A和B,电荷量分别为QA=110-12C QB=-910-12C,他们之间距离为3米。在何处放一个什么样的点电荷C可使三者都能保持平衡?2、如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离为l1,q2与q3之间的距离为l2,且每个电荷都处于平衡状态(1) 如果q2为正电荷,则q1为 电荷,q3都是 电荷。(2) q1、q2、q3三者电荷量大小之比是 (二)非共线力平衡问题3、如图所示,把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为410-8C的小球B靠近它,当
2、两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45,此时小球B受到的库仑力F=_,小球A带的电量q=_(k=9109Nm2/Kg2)4、如图所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的长为10cm的绝缘杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰好与A等高,若B的质量为30 g,则B的电荷量为多少?(k=9.0109Nm2/C2,g=10m/s2)二、库仑力作用下的非平衡问题(一)直线运动5、如图所示,光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球,它们的质量均为m,间距均为r,A、B带正电荷,电荷量均为q。现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球,欲使三小球在运动过程中保持间
3、距r不变,(三个小球均为点电荷)求: (1)C球的电性和电荷量; (2)水平力F的大小。6、质量均为m的三个小球A、B、C放置在光滑的绝缘水平面的同一直线上,彼此相隔L.A球带电量QA=10q,QB=q,在小球C上外加一个水平向右的恒力F,如图所示,要在运动过程中始终保持三球间距离L不变,则C球的带电量有多大?外力F应为多大?(二)圆周运动7、竖直平面内有一圆形绝缘细管,细管截面半径远小于半径R,在中心处固定一带电荷量为+Q的点电荷质量为m、带电荷量为+q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小球运动到最高点时恰好对管无作用力,求当小球运动到最低点时对管壁的作用力三、库仑力作用下动态平衡8、
4、如图所示,由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡。若小球所带电量不变,与移动前相比( )A、杆BO对Q的弹力减小B、杆AO对P的弹力减小C、杆AO对P的摩擦力增大D、P、Q之间的距离增大9、(多选)如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,跟原来相比( )A推力F将增大B竖直墙
5、面对小球A的弹力减小C地面对小球B的弹力一定不变D两小球间距离将增大高二物理电荷、电荷守恒、库仑定律练习题1、(多选)关于电现象,下列说法中正确的是( )A 感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程B 带电现象的本质是电子转移,中性物体得到多余电子就一定带负电,失去电子就一定带正电C 摩擦起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷D 当一种电荷出现时,必然有等量异种电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异种电荷同时消失2、(多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则( ) A.金属球
6、可能不带电 B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电 3、A导体带正电荷,B导体带负电荷,将它们连在一起,以下说法一定正确的是 (A)两导体的正负电荷完全消失了(B)A导体上的负电荷完全跑到B导体上,而B导体上的正电荷则全部跑到A导体上去了(C)A导体上的一部分负电荷跑到B导体上去了,而B导体上的一部分正电荷跑到A导体上,刚好中和(D)以上说法都不正确4、(多选)对于点电荷的理解,正确的是A点电荷的带电量可能是2.5610-20CB、点电荷可以是带电量很大的带电体C、只要是均匀的球形带电体,不管球的大小,都能看成点电荷D、当两个带电体的形状对他们的相互作用力的影响可忽略时,
7、这两个带电体才能视为点电荷5、关于元电荷,下述正确的是A、物体所带的电荷量可以是任意实数B、元电荷就是质子C、元电荷就是自由电荷的简称D、元电荷表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量6、有三个完全相同的金属小球A、B、C,A所带电荷量为+7Q,B所带电荷量为-Q,C不带电将A、B固定,然后让C先后与A、B接触一次,最后移走C球问A、B间的相互作用力变为原来的( )倍A、1/7 B、2/7 C、4/7 D、5/77、如图,如图所示,两个点电荷,电量分别为q1=410-9C和q2=-910-9C,两者固定于相距r=20cm的a、b两点上有一个点电荷q3放放(不计重力)在ab连线上并保持静止,该点电荷
8、所处位置是()A距a点内侧8cm处 B距a点外侧40cm处 C距b点外侧20cm处 D无法判断8、(多选)如图10所示,在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球,带电量分别为q、Q、q、Q。四个小球构成一个菱形,q、q的连线与q、Q的连线之间的夹角为。若此系统处于平衡状态,则正确的关系式可能是( )ACos3Bcos3Csin3 Dsin39、(多选)如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B现给B一个沿垂直于AB方向的速度,B球将( )A.若A、B为异种电荷,B球一定做圆周运动B.若A、B为异种电荷,B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C.若A、B同种种电荷
9、,B球一定做远离A的变加速曲线运动D.若A、B同种种电荷,B球的动能一定会减小10、(多选)如图所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷、Q、,Q恰好静止不动,、围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线。已知、分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( ) A. 、的电荷量之比为 B. 、的电荷量之比为C. 、的质量之比为 D. 、的质量之比为11、(多选)所示,可视为点电荷的小物块A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为()A. A可能受到2个力作用B. A可能受到3个力作用C. A可能受到4个力作用D. A可能受
10、到5个力作用 12.真空中两个同种点电荷Q1和Q2,它们相距较近,使它们保持静止状态今释放Q2,且Q2只在Q1的库仑力作用下运动,则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是( )A.速度不断变大,加速度不断变大 B.速度不断变大,加速度不断变小C.速度不断变小,加速度不断变大 D.速度不断变小,加速度不断变小13、一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性很好,内部有两个完全相同的弹性金属小球A和B,带电量分别为9Q和-Q,两球从如图所示的位置由静止释放,那么两球再次经过图中的原静止位置时,A球的瞬时加速度为释放时的()A、16/9倍 B、9/16倍 C、1倍 D、3/20倍14、如图,如图所示,A、
11、B是系在绝缘细线两端,带有等量同种电荷的小球(可视为质点),同种电荷间的排斥力沿两球心连线向相反方向,其中mA=0.3kg,现将绝缘细线通过O点的光滑定滑轮,将两球悬挂起来,两球平衡时,OA的线长等于OB的线长,A球紧靠在光滑绝缘竖墙上,B球悬线OB偏离竖直方向60角,g=10m/s2,求:(1)B球的质量和细绳中的拉力大小15、两个带电小球A和B,质量分别为m1、m2,带有同种电荷,带电量分别为q1、q2 A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上,A球固定,B球被质量为m3的绝缘挡板P挡住静止,A、B两球相距为d,如图所示某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a
12、,经过一段时间带电小球B与挡板P分离,在此过程中力F对挡板做功W求:(1)力F的最大值和最小值?(2)带电小球B与挡板分离时的速度?(3)从开始运动到带电小球与挡板P分离的过程中,电场力对带电小球B做的功?:(1)开始运动时力F最小,以B球和挡板为研究对象,由牛顿第二定律F1+kq1q2d2=(m3+m2)a解得最小力为:F1=(m3+m2)a-kq1q2d2B球与挡板分离后力F最大,以挡板为研究对象,由牛顿第二定律解得最大力为: F2=m3a(2)B球与挡板分离时,以B球为研究对象,由牛顿第二定律得: kq1q2r2=m2aB球匀加速直线运动的位移为: S=r-d又由运动学公式得:v2=2a
13、S由联立解得,带电小球B与挡板分离时的速度为:v=2a(kq1q2m2ad)(3)设B球对挡板做功W1,挡板对B球做功W2,电场力对B球做功W3,在B球与挡板共同运动的过程中,对挡板应用动能定理得: W+W1=12m3v2挡板对B球做的功W2=-W1对B球应用动能定理得:W3+W2=12m2v2由联立解得电场力对B球做功为:W3=(m2+m3)a(m2akq1q2d)-W答:(1)力F的最大值为m3a,最小值为(m3+m2)a-kq1q2d2(2)带电小球B与挡板分离时的速度为2a(kq1q2m2ad)(3)从开始运动到带电小球与挡板P分离的过程中,电场力对带电小球B做的功为(m2+m3)a(m2akq1q2d)-W如图所示,两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为m1,和m2,带电量分别为q1和q2用细绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,它们与竖直线所成的角度均为,且两球同处一水平线上,则下述结论中正确的是()A.q1一定等于q2B.一定满足=C.m1一定等于m2D.必须同时满足q1=q2,m1=m28