高中物理选修3-1课后习题和答案以及解释

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1、课后练习一第10讲库仑定律和场强1.如图1-15所示，用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是（）A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电C．a、b均带正电D．a、b均不带电答案：Ｃ详解：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近小球a,会在球上感应出正电荷，而负电荷就远离棒，到了金属杆c上。此时用手指触碰c，会把杆上的负电荷转移走，于是整个验电器就带正电了。球带正电，金箔也带正电。2.如图1-4所示，真空中两个自由的点电荷A和B，分别带有-Q和+4Q的电荷，现放入第

2、三个点电荷C，使点电荷A、B、C都处于平衡，则点电荷C应放在什么区域？点电荷C带什么电？答案：应该放入一个“+”电荷，并且放在A的左边。详解：首先电荷不可能放中间，否则该电荷必受到两个同方向的力。电荷放在右边也不可能，本身B处电荷电荷量就大，如果离它更近，必然是受到的两个电场力大小不一。因此要放在A左边，并且只能是带正电才可行，因为如果带负电，AB两处电荷不可能平衡。3.将一定量的电荷Q，分成电荷量q、q＇的两个点电荷，为使这两个点电荷相距r时，它们之间有最大的相互作用力，则q值应为______。　　答案：详解：二者相互作用力就是看乘积的大小了。数学上有如下

3、规律，两个正数和一定，必然在二者相等时积最大。于是答案是。4.两个点电荷甲和乙同处于真空中．（1）甲的电荷量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍．（2）若把每个电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（3）保持原电荷电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（4）保持其中一电荷的电荷量不变，另一个电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______倍；（5）把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍，那么它们之间的距离必须

4、变为原来的______倍，才能使其间的相互作用力不变。答案：1，4，，2，4。详解：（1）这是作用力和反作用力，大小必然相等。（2）每个电荷电荷量都加倍，于是两电荷量乘积变为原来四倍。于是相互作用力是原来四倍（3）库仑力和距离平方成反比，于是距离变为原来三倍，力变为原来九分之一。（4）电荷量变为了四倍，要让力不变，得满足距离的平方也变成原来的四倍，于是距离变为原来的两倍。（5）每个电荷电荷量都变为原来的四倍，于是乘积变为原来的十六倍。要让力不变，得满足距离的平方也变成原来的十六倍，于是距离变为原来的四倍。5.如图所示，一绝缘细圆环半径为r，环面处于水平面内，

5、场强为E的匀强电场与圆环平面平行。环上穿有一电量为＋q、质量为ｍ的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动。若小球经A点时速度的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则：（1）小球经过A点时的速度大小；（2）当小球运动到与A点对称的B点时，小球的速度是多大？小球对圆环的作用力是多大？答案：（1）（2），F=6qE详解：（1）在A点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得：所以小球在A点的速度。（2）在小球从A到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即，①于是可以解小球在B点时，对环的作用力是水平方向的。根据牛顿第二定

6、律，在水平方向有②解①②两式，小球在B点对环的水平作用力为：。6.一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB和该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB的关系为()A．EA=EBB．EA＜EBC．EpA=EpBD．EpA＞EpB答案：AD详解：匀加速说明AB两处电荷受到的电场力相等，于是场强相等。电荷自发从A到B，B点处电荷电势能必然低。7.如图1-23所示，有一水平方向的匀强电场，场强为9×103N／C．在电场内的竖直平面内作半径为1m的圆，圆心处放置电荷量为1×10-6C的

7、正点电荷，则圆周上C点处的场强大小为______N/C，方向________。答案：1.27×104，与水平方向成45°角。　详解：C点场强就是匀强电场场强和正电荷场强的叠加。正电荷在C处场强大小经计算是9×103N／C，方向竖直向下。于是矢量叠加即可得到答案。8.两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()　A．B．C．D．答案：CD详解：半径相同的球，接触后必然是电荷平分。如果初态二者电性相同，假设电量分别是q和7q，那么接触后电量必然都是4q.此时相互作用力是原来的.如果初态二者电

8、性相反，假设电量是q和-7q（负号在哪儿无所谓，因为