20xx人教版高中物理選修3-112庫侖定律(完整版)
【正文】 4 k0l2 ，所以選 C. 答案： C 二、非選擇題 (9 、 10 題各 10 分， 11 、 12 題各 20 分，共 60分 ) 9 ． 在光滑絕緣水平面上有 A 、 B 兩帶電小球， A 固定不動，B 的質(zhì)量為 m ，在庫侖力作用下， B 由靜止開始運動．已知初始時， A 、 B 間的距離為 d ， B 的加速度為 a ，經(jīng)過一段時間后，B 的加速度變?yōu)閍4，此時 A 、 B 間的距離應(yīng)為 ___ _______ ____ ． 解析： 根據(jù)牛頓第二定律， B 小球的加速度與其受到的庫侖力成正比，而庫侖力又與 A 、 B 兩球間距離的平方成反比，即 a ∝ F ∝1r2 ，aa4＝r2ABd2 ，解得 r AB ＝ 2 d . 答案： 2 d 10 ．如圖 4 所示，一個半徑為 R 的絕緣球殼上帶有電荷量為 Q 的正電荷，正電荷均勻地分布在球殼的外表面，另有一個電荷量為 q 的正點電荷固定在球心 O 處，由于對稱性，點電荷所受靜電力為零．現(xiàn)在球殼上挖去一個半徑為 r ( r ? R ) 的小圓孔( 球殼上的電荷量仍為 Q ) ，則此時球心處的點電荷所受的靜電力的大小為 ________ ，方向為 ________ ． 圖 4 解析： 根據(jù)對稱性，和小圓孔對稱處的另一側(cè)等大面積上電荷 q ′ 與點電荷 q 的靜電力就是所求的題目答案， q ′ ＝Q4π R2πr2＝Qr24 R2 ，根據(jù)庫侖定律 F ＝ kq ′ qR2 ＝ kqQ r24 R4 ，方向指向缺口處． 答案： k Qq r24 R 4 指向缺口處 11 ．長為 L 的絕緣細線下系一帶正電的小球，其帶電荷量為 Q ，懸于 O 點，如圖 5 所示，當(dāng)在 O 點另外固定一個正電荷時，如果球靜止在 A 處，則細線拉力是重力 mg 的兩倍．現(xiàn)將球拉至圖中 B 處 ( θ ＝ 60 176。 ) ，放開球讓它擺動，問： ( 1) 固定在 O 處的正電荷的帶電荷量為多少？ ( 2) 擺球回到 A 處時懸線拉力為多大？ 圖 5 解析： ( 1) 球靜止在 A 處時受三個力作用：重力 mg 、靜電力 F 和細線拉力 F 拉 ，由受力平衡和庫侖定律列式： F 拉 ＝ F ＋mg ， F ＝ kQqL2 ， F 拉 ＝ 2 mg ，三式聯(lián)立解得： q ＝m gL2kQ ( 2) 擺回的過程只有重力做功，所以機械能守恒，令最低點重力勢能等于零，列如下方程： m gL (1 －
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