(2021新人教版)高中物理必修第三册9.2 库仑定律同步练习.docx
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1、库仑定律同步练习库仑定律同步练习 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题(本大题共 10 小题,共 40.0 分) 1.两个分别带有电荷量? ? 和? ? 的相同金属小球?视为点电荷?,固定在相距为 r 的两处,它们 间库仑力的大小为 ?.两小球相互接触后重新固定在相距 ? ?处,则两球间库仑力的大小为 ? A. 1 1? B. ? ? ?C. ? ? ?D.12F ?.如图所示,三个点电荷?1、?、?固定在一条直线上,?与?间距离为?1与?间距离的 2 倍, 每个点电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比?1? ? ?为? A.? ? ? ? ? ? ? ? ?t
2、?B.? ? ? ? ?tC.? ? ? ? ? ? ? ? t?D.? ? ? ? t ?.真空中相距为 r 的两点电荷?1、?,电量均为 q,相互作用力为 ?.若要使相互作用力变为 2F, 可采用的方法是? A.?1、?电量同时增大为 2q,距离保持不变 B.?1电量增大为 2q,?电量不变,距离保持不变 C.?1、?电量不变,距离变为 2r D.?1、?电量不变,距离变为 ?.h? ?.如图所示,两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和 b,其壳层的厚 度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离 l 为球 半径的 3 倍若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为
3、 Q, 那么关于 a、b 两球之间的万有引力?引和库仑力?库的表达式正确的是? A.?引? a ? ? ,?库? ? ? ? B.?引? a ? ? ,?库? ? ? ? C.?引? a ? ? ,?库? ? ? ? D.?引? a ? ? ,?库? ? ? ? h.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球 a、b 和 c 分别位于边长为 1 的正三角形的三个 顶点上;a、b 带负电,电荷量均为 q,c 带正电整个系统置于方向水平的匀强电场中,三个 小球均处于静止状态已知静电力常量为 k,则匀强电场场强的大小和方向? A. ? ? ,方向垂直 ab 远离 cB. ? ? ,方向垂直 ab 指
4、向 c C. ? ? ,方向垂直 ab 远离 cD. ? ? ? ,方向垂直 ab 指向 c 6.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球 A 和 B 相互排斥,静止时 绝缘细线与竖直方向的夹角分别为?和?,且? ? ?,两小球在同一水平线上,由 此可知? A.B 球受到的库仑力较大,电荷量较大 B.B 球的质量较大 C.B 球受到的拉力较大 D.两球接触后再分开,再处于静止状态时,悬线的偏角仍满足? ? ? 7.如图所示,固定在绝缘支杆上的带电小球 A 位于光滑小定滑轮 O 的正下方,绝缘细线绕过定滑 轮与带电小球 B 相连,在拉力 F 的作用下,小球 B 静止,此时两球处于同一水平线
5、。假设两球 的电荷量均不变,现缓慢拉动细线,使 B 球移动一小段距离。在此过程中以下说法正确的是 A.细线上的拉力一直增大B.细线上的拉力先增大后减小 C.球的运动轨迹是一段直线D.球的运动轨迹是一段圆弧 8.如图所示,光滑绝缘水平桌面上有 A、B 两个带电小球?可以看成点电荷?,A 球带电量为? ?, B 球带电量为? ?,由静止开始释放后 A 球加速度大小为 B 球的两倍。下列说法正确的是? A.A 球受到的静电力是 B 球受到静电力的 2 倍 B.靠近过程中 A 球的动能总是等于 B 球的动能 C.A 球受到的静电力与 B 球受到的静电力是一对平衡力 D.现把 A 球与带电量为? ? 的
6、 C 球接触后放回原位置,再静止释放 A、B 两球,A 球加速度 大小仍为 B 球的 2 倍 9.关于库仑定律的公式 ? ? ? ?1? ? ,下列说法正确的是? A.当真空中的点电荷的相接触时,库仑力无穷大 B.卡文迪许在实验室中测出了静电力常量 k C.?1对?的库仑力可理解为?1在?位置处产生的电场 ? ? ? ?1 ?对?的电场力 D.当带电体为两个导体球?球半径相对于距离不可忽略?时,则 r 指的是两球心间的距离 10.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来两个带电小球 A,B,左边放一个带正 电的固定球 Q 时,两悬线都保持竖直方向关于 A、B 所带电荷的电性及电荷量关
7、系,下面说 法中正确的是 A.A 带正电,B 带正电,并且 A 带电荷量较大 B.A 带负电,B 带正电,并且 A 带电荷量较小 C.A 带负电,B 带正电,并且 A 带电荷量较大 D.A 带正电,B 带负电,并且 A 带电荷量较小 二、多选题(本大题共 4 小题,共 16.0 分) 11.如图所示,两根丝线挂着两个质量相同的小球 A,B,开始时两球都不带电, 此时上、下丝线的受力分别为?和?;如果使 A 带正电,使 B 带负电,此时 上下丝线的受力分别为?和?,则? A.? ? ?B.? ? ?C.? ? ?D.? ? ? 12.如图所示,绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹
8、角? ? ?。一根轻质 绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球 A,细线与斜面平行,且小球 A 正 好静止在斜面中点。在小球 A 的正下方地面处固定放置一带电小球 B,两球相距为 d。已知两 球的质量均为 m、电荷量均为? ?,静电力常量为 k,重力加速度为 g,两球均可视为点电荷。 则下列说法正确的是? A.两球之间的库仑力 ? ? ? ? ? B.当? ? ? mg ?时,斜面对小球 A 的支持力为 ?mg ? C.当? ? ? mg ?时,细线上拉力为 0 D.将小球 B 移到斜面底面左端 C 点,当? ? ? ? mg ? 时,斜面对小球 A 的支持力为 0 13.如图所
9、示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球 a、b、?均可视为点电荷?,三小球沿同一直线摆 放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是 A.a 对 b 的静电力一定是引力B.a 对 b 的静电力可能是斥力 C.a 的电荷量可能比 b 的小D.a 的电荷量一定比 b 的大 14.?多选?如图所示,已知带电小球 A、B 的电荷量分别为?、?,A 球 固定,B 球用长为 L 的绝缘丝线悬挂在 O 点,静止时 A、B 相距为 ?. 若 A 球电荷量保持不变,B 球缓慢漏电,不计两小球半径,则下列说 法正确的是? A.丝线对 B 球的拉力逐渐变大 B.A 球对 B 球的库仑力逐渐变小 C.当
10、 AB 间距离减为 ? ?时,B 球的电荷量减小为原来的 1 ? D.当 AB 间距离减为 ? ?时,B 球的电荷量减小为原来的 1 ?t 三、计算题(本大题共 4 小题,共 40.0 分) 15.如图所示,带正电且电荷量为 Q 的带电体固定在绝缘支架上,电荷量为 q 的小球受到的库仑力 大小可通过丝线偏离竖直方向的角度表示。挂在?1位置时,小球和带电体的距离为 r,两者都可 以看成点电荷。已知静电力常量为 k,则小球 ?1?带正电还是带负电? ?挂在?1位置时受带电体的库仑力 F 多大? ?挂在?位置时,丝线偏离竖直方向的角度增大了还是减小了? 16.如图所示,x 轴上固定了两个正点电荷,电
11、量为? ? 的点电荷 A 位于 ? ? ? 处,电量为? ? 的 点电荷 B 位于 ? ? ? 处,求: ?1?两个点电荷之间的库仑力大小; ?若在 x 轴上放入第三个点电荷 C,恰能静止,求其坐标 x; ?在第?问的基础上,取消 A 和 B 的固定,恰能使三个点电荷均静止,求 C 的电性和电量 q。 17.三个电荷量均为 ?正电?的小球,放在水平绝缘的桌面上,分别位于等 边三角形的三个顶点,如图所示在三角形的中心 O 点应放置什么性 质的电荷,才能使三个带电小球都处于静止状态?其电荷量是多少? 18.如图所示,在倾角为的绝缘粗糙斜面上 B 处有质量为 ? ? 1kg、电荷量为 ? ? ? 1
12、?h? 的物体?可视为质点?;在和斜面处于同一平面内与 B 点等高处、相距 ? ? ? 的 A 点固定 带电荷量 ? ? 1.t 1? 的点电荷;现发现物体在斜面上处于静止状态.?重力加速度 ? ? 1?/?,静电力常量 ? ? ?.? 1? ?/?,?t? ? ?.t 求: ?1?物体受到库仑力的大小; ?物体受到的摩擦力大小和方向 答案和解析答案和解析 1.【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查库仑定律。解题的关键是清楚两小球相互接触后,其所带电量先中和后均分。根据库仑定 律的内容,根据变化量和不变量求出问题。 【解答】 接触前两个带电小球的库仑力大小为 ? ? ? ? ? ? ? ?
13、?,接触之后两球电荷中和后再均分,故每个 小球的带电量为 Q,此时的库仑力大小为? ? ? ? ? ? ? ? ? ?,解得:? ? ? ? ?,故 ABD 错误,C 正确。 故选 C。 2.【答案】A 【解析】 【分析】 ?1?解决本题一定要把握“每个电荷都处于平衡状态”这一特点进行分析,可以利用假设法判断三个 点电荷的电性关系,如假设?1带正电,其它电荷是否平衡等,也可以利用“两同夹异,近小远 大”?三个电荷处于平衡时两边电性相同和中间相反,中间电荷离电量小的近,离电量大的远?进行 判断; ?三个电荷处于同一直线上,每个电荷受两个库仑力作用处于平衡状态,据此列方程即可求解。 本题考察了库仑
14、定律在电荷平衡中的应用,对于三个电荷平衡可以利用“两同夹异,近小远大”的 规律进行电性判断,本题的难点在于计算,学生列出方程容易,但是计算正确难。 【解答】 每个点电荷所受静电力的合力为零,由口诀“三点共线,两大夹小,两同夹异”,可排除 B、D 选 项; 考虑?的平衡:由?1? ? 1 ? ?,据库仑定律得? ?1 考虑?1的平衡:?1? ?1? 1 ? ?,同理得? ? 即? 1 ? ? ? ? ?1 故?1? ? ? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?t 考虑电性后应为? ? ? ? ? ? ? ? ?t?或 ? ? ? ? ? ? ?t,故 A 正确,BCD 错误。 故选 A
15、。 3.【答案】B 【解析】 【分析】 在真空中有两个点电荷间的作用力遵守库仑定律,根据库仑定律,运用比例法求解。 【解答】 根据库仑定律,则有:? ? ? ? ?; A.当?1、?电量同时增大为 2q,距离保持不变时,库仑力变为 ?.故 A 错误; B.当?1电量增大为 2q,?电量不变,距离保持不变时,库仑力变为 ?.故 B 正确; C.当?1、?电量不变,距离变为 2r 时,则它们之间的作用力变为1 ? ?,故 C 错误; D.当?1、?电量不变,距离变为 ?.h? 时,则它们之间的作用力变为 4F,故 D 错误。 故选 B。 4.【答案】D 【解析】解:万有引力定律的使用的条件是质点和
16、质量均匀分布的球,由于金属球 a 和 b 质量分布 均匀,所以万有引力定律可以直接的应用,所以它们之间的万有引力为?引? a ? ? , 由于两球心间的距离 l 为球半径的 3 倍,它们之间的距离并不是很大,且两球壳因电荷间的相互作 用使电荷分布不均匀,所以此时的电荷不能看成是点电荷,由于电荷之间的相互吸引,使他们各自 的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分部比较密集,所以此时电荷间的库仑力?库? ? ? ?。 故 D 正确、ABC 错误。 故选:D。 万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球,库仑定律的使用的条件是点电荷,根据它 们的使用条件来分析即可 本题是对万有引力定律和库仑定
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