人教版高中物理选修3-11.2库仑定律同步试题 (2)
人教版高考物理选修3-1课时训练同步测试1.2库仑定律
第一章 2基础夯实一、选择题(1~5题为单选题,6~7题为多选题) 1.下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A .点电荷一定是电量很小的电荷 B .点电荷是一种理想化模型,实际不存在 C .只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 D .体积很大的带电体一定不能看成点电荷 答案:B解析:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体才可以看成点电荷,所以A 、C 、D 错,B 正确。
2.(山东济南一中高二上学期期中)真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F ,若它们的带电量都增大为原来的2倍,距离减少为原来的1/2,它们之间的相互作用力变为( )A .F/2B .FC .4FD .16F答案:D解析:由库仑定律F =kQqr 2可知选项D 正确。
3.关于库仑定律的公式F =k Q 1Q 2r 2,下列说法中正确的是( )A .真空中两个电荷中,大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B .当真空中两个电荷间距离r →0时,它们间的静电力F →∞C .当两个电荷间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了 答案:D解析:由牛顿第三定律可判A 错。
当r →0时,库仑定律不再适用B 错D 对。
当r →∞时,库仑定律适用,C错。
只有D选项正确。
4.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )A.F=k q1q23R2B.F>kq1q23R2C.F<k q1q23R2D.无法确定答案:D解析:因为两球心距离不比球的半径大很多,所以不能看做点电荷,必须考虑电荷在球上的实际分布。
当q1、q2是同种电荷时,相互排斥,分布于最远的两侧,距离大于3R;当q1、q2是异种电荷时,相互吸引,分布于最近的一侧,距离小于3R,如下图所示,所以静电力可能小于k q1q23R2,也可能大于kq1q23R2,故D正确。
选修3-1 1.2库仑定律2
1.2
库仑定律
三个相同的金属小球a c(其大小可忽略不 1、 三个相同的金属小球a、b和c(其大小可忽略不 ),原来 不带电, 原来c 带等量异种电荷, 计),原来c不带电,而a和b带等量异种电荷,相隔 一定距离放置,a、b之间的静电力为F 。现将c球分 一定距离放置, 之间的静电力为F 现将c 别与a 接触后拿开, 别与a、b接触后拿开,则a、b之间的静电力将变为 A.F/2 B. B.F/4 C. C.F/8 D. D.3F/8
Q1Q2 F =k 2 r
电荷中心连线 电荷中心连线
m1m2 F =G 2 r
质量中心连线
考虑 微观粒子,宏观带电体 微观粒子, 场合 真空
宏观天体
1.2
库仑定律应用
从例题可以看出: 从例题可以看出: 电子和质子的静电力 是它们间万有引力的 2.3× 2.3×1039倍.正因 如此, 如此,以后在研究带 电微粒间相互作用时,Байду номын сангаас电微粒间相互作用时, 经常忽略万有引力. 经常忽略万有引力.
1.2
库仑定律应用----静电力叠加
对于两个以上的点电荷,其中每一个点电荷 受到的总的静电力,等于其他点电荷分别单独存 在时对该电荷的作用力的矢量和。 1.同一条直线上的静电力的叠加。 2.不在同一直线上的静电力的叠加。
1.2
库仑定律
例1.如图所示,两个点电荷电荷量分别为 -Q和-4Q的点电荷a和b,在真空中相距为 l,如果引入另一个点电荷c ,所受库仑力
若改为” a和b带等量同种电荷 带等量同种电荷”,选( D
)
1.2
库仑定律
两个半径为0.3m的金属球,球心相距1.0m放置, 0.3m的金属球 1.0m放置 2、两个半径为0.3m的金属球,球心相距1.0m放置, 的正电时, 当他们都带1.5× 当他们都带1.5×10−5 C的正电时,相互作用力为 1.5 当它们分别带1.5 1.5× 1.5× F1 ,当它们分别带1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的电 量时,相互作用力为F 量时,相互作用力为F2 , 则 A. F1 = F2 C. F1 > F2 B. F1 < F2 D.无法判断
人教版高中物理选修3-1作业:库仑定律(含答案)
库仑定律课后作业限时:45分钟总分:100分一、选择题(8×5′,共40分)1.库仑定律的适用范围是( )A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律解析:库仑定律严格适用于点电荷间的相互作用力.答案:CD2.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移近时,A、B之间的库仑力将( )A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定解析:由F=k Q1Q2r2可以得出.答案:C3. (2011·海南卷)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为q,球2的带电荷量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知( )A .n =3B .n =4C .n =5D .n =6解析:设1、2两电荷之间的距离为r,3和他们没有接触前,由库仑定律有kqnq r 2=F ,接触后,2球带电荷量为n 2q,1球带电荷量为n +24q ,由库仑定律有n +2nq 2k 8r 2=F ,联立上面两式解得n =6,D 项对.答案:D4.两个点电荷相距r 时相互作用力为F ,则( ) A .电量不变距离加倍时,作用力变为F /2B .其中一个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4FC .每个电荷的电量和两电荷间距离都减半时,作用力为4FD .每个电荷的电量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变 解析:由F =kQ 1Q 2r 2,若Q 1、Q 2不变,而r 变为原来的两倍时,则F 要变为原来的14,故选项A 不正确;若其中一个电荷的电量和两电荷间距离减半时,则作用力变为原来的两倍,故选项B 错误;若每个电荷的电量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时,则作用力保持不变,故C 错,D 对.答案:D5.关于静电力常量,下列说法中正确的是( )A .由k =F ·r 2/Q 1Q 2可知,当两个点电荷之间的距离r 越大,两个点电荷电量的乘积Q1Q2越小时,静电力常量k的值就越大B.k是一个无单位的常数C.因为静电力有方向,所以k是一个矢量D.k在数值上等于两个1 C的点电荷相距1 m时的相互作用力的大小答案:D6.如图8所示,在光滑绝缘的水平面上,固定着质量相等的三个带电小球a、b、c,三球在一条直线上,若释放a球,a球的初始加速度为-1 m/s2(向右为正);若释放c球,c球的初始加速度为-3 m/s2,当释放b球时,b球的初始加速度为( )图8A.4 m/s2B.-1 m/s2C.-4 m/s2D.1 m/s2解析:对a:F ba+F ca=ma a.①对c:F bc+F ac=ma c,②因为F ca=-F ac,所以①+②得:F ba+F bc=-(F ab+F cb)=m(a a+a c).又F ab+F cb=ma b,所以ma b=-m(a a+a c),所以a b=-(a a+a c)=-(-1-3)m/s2=4 m/s2.即b球的初始加速度大小为4 m/s2,方向向右.答案:A图97.如图9所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b小,已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示,它应是( ) A.F1B.F2C.F3D.F4图10解析:取小球c为研究对象,c受到a的斥力F斥,方向沿ac连线如图10所示,c受到b的吸引力F引,由于F引>F斥,则c球受静电力的合力应为F2.答案:B图118.一个半径为R 的圆盘,带电荷量为Q ,OO ′为过圆盘的圆心O 的直线,且OO ′与圆盘面垂直,在OO ′上的M 点放电荷量为q 的另一个点电荷,此时Q 与q 的库仑力为F ,若将q 移至N 点,Q 与q 的库仑力为F ′.已知OM =MN =R ,如图11所示,则F ′等于( )A .2FB.12F C.F4D .以上答案都不对解析:由于点电荷q 和圆盘间距离为R ,而圆盘的半径也为R ,因而圆盘的大小和形状不能忽略,即不能看成点电荷,所以q 和圆盘间的库仑力也就不能使用库仑定律计算,故答案为D.答案:D二、非选择题(9、10题各10分,11、12题各20分,共60分)图129.如图12所示,质量为2 g 的小球A 用丝线悬起,把带电量为4.0×10-6C的小球B 靠近A ,当两小球在同一高度相距30 cm 时,A 球恰好平衡,丝线与竖直方向夹角α为30°,则B 球受到的静电引力为________、方向为________;A 带________电,带电量为________.(g 取10 N/kg)图13解析:对A 球受力分析如图13,则F =m A g tan30°=0.012 N ,因为F =k Q B Q A L 2,所以Q A =3×10-8C.由于A 、B 为异种电荷,A 为负电荷.找准研究对象、对研究对象进行正确的受力分析是解此题的关键.答案:0.012 N ;水平向左;负;3×10-8C图1410.两个半径完全相同的金属小球带有等量的正电荷,放于一竖直半圆环光滑的绝缘面内,静止时两球位置如图14所示,已知两球的质量都为m ,环的半径为R (小金属球的半径可以忽略).∠AOC =∠BOC =θ,则小球受到的库仑力的大小F =________,每个小球上的电荷量Q =________.图15解析:如图15所示,F =mg tan θ. 因为F =kQ 22R sin θ2,所以Q =2R sin θmg tan θk.答案:mg tan θ;2R sin θmg tan θk图1611.如图16所示,两个同样的气球充满氢气(气球重力不计),气球带有等量同种电荷,两根等长的细线下端系上5.0×103 kg 的重物后就漂浮着,求每个气球的带电量.(g 取10 N/kg).解:先对重物受力分析,求出细线的拉力,如图17甲所示,2T cos θ=mg .同样再对左面气球受力分析,如图乙所示,知F =T sin θ,而F =k Q 2r 2,最后可得Q≈8.7×10-4C.图1712.“真空中两个静止点电荷相距10 cm ,它们之间的相互作用力大小为9×10-4 N ,当它们合在一起时,成为一个带电荷量为3×10-8C 的点电荷.问原来两电荷的带电量各为多少?”某同学求解如下:根据电荷守恒定律:q1+q2=3×10-8C=a①,根据库仑定律:q1q2=r2kF=10×10-229×109×9×10-4C2=1×10-15C2=b,将q2=b/q1代入①式得:q21-aq1+b=0,解得q1=12(a±a2-4b)=12(3×10-8±9×10-16-4×10-15),根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.解:分析题意得:题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小,并没有给出带电的性质,所以两点电荷也可能异号.按电荷异号计算,由q1-q2=3×10-8C=a①;q1q2=1×10-15C2=b②联立方程得:q21-aq1-b=0,由此代入数据解得:q1=5×10-8C,q2=2×10-8C(q1、q2异号).。
人教版(新教材)高中物理必修3课时作业2:9.2 库仑定律练习
9.2 库仑定律1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体B .根据F =k q 1q 2r 2,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大C .带电荷量分别为Q 和3Q 的点电荷A 、B 相互作用时,B 受到的静电力是A 受到的静电力的3倍D .库仑定律的适用条件是:在真空中和静止的点电荷2.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )A .两球都带正电B .两球都带负电C .大球受到的静电力大于小球受到的静电力D .两球受到的静电力大小相等3.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( )A .2∶1B .4∶1C .16∶1D .60∶14.人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,将一带负电的粉尘置于该星球表面h 高处,恰处于悬浮状态,现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h 高处无初速度释放,则此带电粉尘将(不考虑星球的自转影响)( )A .向星球中心方向下落B .被推向太空C .仍在那里悬浮D .无法确定5.如图所示,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =8 cm 、ac =6 cm 、bc =10 cm ,小球c 所受库仑力合力的方向平行于ab 的连线斜向下.关于小球a 、b 的电性及所带电荷量比值的绝对值n ,下列说法正确的是( )A.同号电荷,n=925B.同号电荷,n=27125C.异号电荷,n=925D.异号电荷,n=271256.如图所示,光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为-4Q 和+Q,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是()A.-Q,在A左侧距A为L处B.-2Q,在A左侧距A为L 2处C.-4Q,在B右侧距B为L处D.+2Q,在A右侧距A为3L 2处7.如图所示,在光滑、绝缘的水平面上,沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C(可视为质点).若它们恰能处于平衡状态,则这三个小球所带电荷量及电性的关系,可能为下面的()A.-9q、4q、-36q B.4q、9q、36qC.-3q、2q、8q D.3q、-2q、6q8.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是α和β,且α<β,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,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′9.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q ,球2的带电量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知( )A .n =3B .n =4C .n =5D .n =610.类似双星运动那样,两个点电荷的质量分别为m 1、m 2,且带异种电荷,电荷量分别为Q 1、Q 2,相距为l ,在库仑力作用下(不计万有引力)各自绕它们连线上的某一固定点,在同一水平面内做匀速圆周运动,已知m 1的动能为E k ,则m 2的动能为( )A.kQ 1Q 2l -E kB.kQ 1Q 22l -E kC.km 1Q 1Q 2m 2l-E kD.km 2Q 1Q 22m 1l-E k11.对于库仑定律,下列说法正确的是( )A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F =k q 1q 2r 2B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D .当两个半径为r 的带电金属球中心相距为2r 时,对于它们之间的作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量多少12.如图所示,光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球,它们的质量都为m ,彼此间距离均为r ,A 、B 带正电,电荷量均为q .现对C 施加一个水平力F 的同时放开三个小球.三个小球在运动过程中保持间距r 不变,求:(三个小球均可视为点电荷)(1)C 球的电性和电荷量大小. (2)水平力F 的大小.13.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10 cm长的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高,若B的质量为30 3 g,则B带电荷量是多少?(取g=10 m/s2)——★ 参 考 答 案 ★——1. 『答案』D『解析』 如果带电体的形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略不计,则可将它看做点电荷,故A 错误.两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷了,F =k q 1q 2r 2不再适用,故B 错误.根据牛顿第三定律得:B 受到的静电力和A 受到的静电力大小相等,故C 错误.库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷,故D 正确.2. 『答案』D『解析』 由题图可知,两个带电球之间存在着排斥力,故两球带同号电荷,可能都带正电,也可能都带负电,故A 、B 错;由牛顿第三定律知,两球受到的静电力大小相等,故C 错,D 对.3.『答案』D『解析』 开始时由库仑定律可得F 1=k 5Q ·3Q a 2=k 15Q 2a 2,接触后再分开,两球都带正电,所带电荷量均为Q ,由库仑定律可得F 2=k Q ·Q 4a 2=k Q 24a2,所以F 1∶F 2=60∶1,故D 正确.4. 『答案』C『解析』在星球表面h 高度处,粉尘处于悬浮状态,说明粉尘所受库仑力和万有引力平衡,k q 1q 2(R +h )2=G m 1m 2(R +h )2,得kq 1q 2=Gm 1m 2;当离星球表面2h 高度时,所受合力F =k q 1q 2(R +2h )2-Gm 1m 2(R +2h )2.结合上式可知,F =0,即受力仍平衡.由于库仑力和万有引力都遵从二次方反比规律,因此该粉尘无论距星球表面多高,都处于悬浮状态.5.『答案』D『解析』 由题意知∠b =37°,∠a =90°,由小球c 所受库仑力合力的方向知a 、b 带异号电荷,小球a 、b 对小球c 的作用力如图所示.F a =kq a q c r ac 2① F b =kq b q c r bc 2② sin 37°=F a F b ③由①②③得:n =q a q b =27125,选项D 正确.6. 『答案』C『解析』根据自由电荷间的作用规律可知,C 应放在B 的外侧,且与A 电性相同带负电,由F AB =F CB ,得k 4Q 2L 2=k QC Q r 2BC ,由F AC =F BC ,得k 4QQ C (r BC +L )2=k QQ Cr 2BC ,解得:r BC =L ,Q C =4Q .7.『答案』A『解析』据三个点电荷平衡规律:两同夹异、两大夹小,可知A 、D 可能正确.再由k Q A Q C r 2AC =k Q A Q B r 2BA =k Q B Q Cr 2BC 及r AC =r AB +r BC 得Q A Q C =Q A Q B +Q B Q C ,其中Q A 、Q B 、Q C 是电荷量的大小,代入可知,只有A 正确.8.『答案』D『解析』库仑力是A 、B 两球受力中的一种.然后应用共点力平衡和牛顿第三定律可求出.分别以A 、B 球为研究对象,其受力情况如图所示,由共点力的平衡条件有m A g =F A /tan α,F TA =F A /sin α;m B g =F B /tan β,F TB =F B /sin β,而F A =F B ,由此可见因为α<β,所以m A >m B ,F TA >F TB .两球接触后,每个小球的电荷量可能都发生变化,但相互间的静电力仍满足牛顿第三定律,因此仍有上述的关系,正确选项为D.9.『答案』D『解析』设小球1、2之间的距离为r .球3没接触前,F =k q ·nqr 2;球3分别与球1、2接触后,q 2=nq2,q 1=nq 2+q 2=(2+n )q 4,则F =k nq 2·(2+n )q 4r2,联立解得:n =6,故D 正确. 10.『答案』B『解析』对于两点电荷,库仑力提供向心力,则kQ 1Q 2l 2=m 1v 21r 1=m 2v 22r 2,所以E k1=12m 1v 21=kQ 1Q 22l 2r 1=E k ,E k2=12m 2v 22=kQ 1Q 22l 2r 2,因为r 1+r 2=l ,所以E k +E k2=kQ 1Q 22l 2(r 1+r 2)=kQ 1Q 22l .解得E k2=kQ 1Q 22l-E k .11. 『答案』AC『解析』 由库仑定律的应用条件可知,A 选项正确;两带电小球距离非常近时,带电小球不能视为点电荷,库仑定律不再适用,故B 选项错误;由牛顿第三定律可知,相互作用的两个点电荷之间的作用力总是大小相等的,故C 选项正确;当带电小球之间的距离较近时,不能看成点电荷,它们之间的作用力不仅跟距离有关,还跟带电体所带电荷电性及电荷量有关系,故D 选项错误.12. 『答案』(1)负电 2q (2)33kq 2r 2『解析』(1)A 球受到B 球沿BA 方向的库仑力和C 球的库仑力作用后,产生水平向右的加速度,所以C 球对A 球的库仑力为引力,C 球带负电.对A 球,有k q 2r 2=k qQr 2·sin 30°,所以Q =2q .(2)又根据牛顿第二定律,有k qQ r 2·cos 30°=ma ,将A 、B 、C 作为整体,则F =3ma =33kq 2r 2.13.『答案』1.0×10-6 C『解析』因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L .依据题意可得:tan 30°=hL ,L =h tan 30°=1033cm =10 3cm ,对B 进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力F =mg tan 30°=303×10-3×10×33 N =0.3 N.依据F =k Q 1Q 2r 2得:F =k Q 2L 2.解得:Q =FL 2k=0.39×109×103×10-2 C =1.0×10-6 C.。
人教版高中物理选修 《库仑定律》同步练习及答案
第二节库仑定律一、选择题1.(2019年安庆高二检测)下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A.点电荷一定是电量很小的电荷B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷2.关于库仑定律的公式F=k Q1Q2r2,下列说法中正确的是( )A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B.当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C.当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用3.(2019年佛山高二检测)真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的( )A.1倍B.3倍C.6倍D.9倍4.如图1-2-9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Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )图1-2-9A.F引=G m2l2,F库=kQ2l2B.F引≠G m2l2,F库≠kQ2l2C.F引≠G m2l2,F库=kQ2l2D.F引=G m2l2,F库≠kQ2l25.(2019年广东实验中学模拟)如图1-2-11所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )图1-2-11A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等6.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小7.(2019年北京四中高二检测)两个质量分别为m 1、m 2的小球,各用长为L 的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图1-2-12所示,则下列说法正确的是( )图1-2-12A .若m 1>m 2,则θ1>θ2B .若m 1=m 2,则θ1=θ2C .若m 1<m 2,则θ1>θ2D .若q 1=q 2,则θ1=θ28.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( ) A .每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变 B .保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷的距离增大到原来的2倍C .使一个点电荷的电荷量增加1倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两点电荷间的距离减小为原来的12D .保持点电荷的电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的129.半径相同的两个金属小球A 和B 带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F ,今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开.这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( ) A.18F B.14F C.38F D.34F 10.两个完全相同的小金属球,它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F 1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F 2,则F 1∶F 2可能为( ) A .5∶2 B .5∶4 C .5∶6D .5∶911.(2019年铜陵一中高二检测)如图1-2-13所示,在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A 和B ,它们用一绝缘轻弹簧相连,带同种电荷.弹簧伸长x 0时小球平衡,如果A 、B 带电荷量加倍,当它们重新平衡时,弹簧伸长为x ,则x 和x 0的关系为( )图1-2-13A .x =2x 0B .x =4x 0C .x<4x 0D .x>4x 012.如图1-2-14所示,三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( )图1-2-14A.F1B.F2C.F3D.F4二、计算题13.一带电荷量为+Q、半径为R的球,电荷在其内部能均匀分布且保持不变,现在其内部挖去一半径为R/2的小球后,如图1-2-15所示,求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力.已知P 距大球球心距离为4R.图1-2-1514. (2019年广州高二检测)光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图1-2-16所示.求:两球之间的距离.图1-2-1615.质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为L,A球带电量q A=+10q;B球带电量q B=+q.若在C球上加一个水平向右的恒力F,如图1-2-17所示,要使三球能始终保持L 的间距向右运动,问外力F为多大C球带电性质是什么图1-2-1716.如图1-2-10所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少图1-2-10参考答案 一、选择题1.解析:选B.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A 、C 、D 错,B 正确.2.答案:AD3.解析:选A.原来的库仑力为F =kQ 1Q 2R 2,后来的库仑力为F′=k 3Q 1·3Q 2?3R?2=k Q 1Q 2R2=F.所以A 对. 4.解析:选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l =3r ,不满足l?r 的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F 库≠k Q2l 2.虽然不满足l?r ,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F 引=G m2l2.5.解析:选D.由题图可知,两带电球相互排斥,则说明两球一定带有同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故A 、B 错;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C 错,D 对.6.解析:选A.两者之间的库仑力时刻保持大小相等、方向相反,由牛顿第二定律知:a1∶a2=m2∶m1,故A 正确.7.解析:选BC.这是一道带电体平衡问题,分析方法仍然与力学中物体的平衡方法一样. 8.答案:AD9.解析:选A.由库仑定律,接触前F =k q2r 2,接触后F′=k 12q ×14q r 2=18k q 2r 2=18F ,故A 正确. 10.解析:选BD.由库仑定律,它们接触前的库仑力为F 1=k 5q2r 2若带同种电荷,接触后的带电荷量相等,为3q ,此时库仑力为F 2=k 9q2r 2若带异种电荷,接触后的带电荷量相等,为2q ,此时库仑力为F′2=k 4q2r 2由以上计算可知选项BD 正确.11.解析:选C.设弹簧原长为l ,劲度系数为K ,根据库仑定律和平衡条件列式得 kq 1q 2?l +x 0?2=Kx 0,k 4q 1q 2?l +x?2=Kx两式相除:?l +x?24?l +x 0?2=x 0x ,得:x =?l +x 0?2?l +x?2·4x 0,因l +x>l +x 0,由此推断选项C 正确.12.解析:选B.据“同电相斥、异电相引”规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量,因此F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能为F 2,故选项B 正确.二、计算题13.解析:未挖去之前,+Q 对q 的斥力为:F =kQq?4R?2教挖去的小球带电荷量为:Q′=Q 4πR 33×4π?R 2?33=Q8 挖去的小球原来对q 的斥力为: F 1=k Q 8q ?4R -R 2?2=kQq98R 2剩余部分对q 的斥力为: F 2=F -F 1=41kQq784R2,方向向右. 答案:41kQq784R2 方向向右 14.解析:设两球之间的距离为x ,相互作用的库仑力为F ,则:F =k q2x 2由平衡条件得:Fcos45°=mgsin45° 由以上两式解得:x =q k mg. 答案:qk mg15.解析:由于A 、B 两球都带正电,它们互相排斥,C 球必须对A 、B 都吸引,才能保证系统向右加速运动,故C 球带负电荷.以三球为整体,设系统加速度为a ,则F =3ma① 隔离A 、B ,由牛顿第二定律可知: 对A :kq A q C 4L 2-kq A q BL 2=ma② 对B :kq A q B L 2+kq B q C L2=ma③ 联立①、②、③得F =70k q2L 2.答案:70k q2L2 负电荷16.解析:小球A 受力如图,受四个力,重力mg 、库仑力F 、丝线两个拉力F T 相等. 则F T sin60°=mg F T cos60°+F T =k q2L 2解得q =3mgL2k. 答案:均为3mgL2k。
高中物理(新人教版)必修第三册课后习题:库仑定律(课后习题)【含答案及解析】
库仑定律合格考达标练1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据库仑定律,当两点电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷Q 1的电荷量大于Q 2的电荷量,则Q 1对Q 2的静电力大于Q 2对Q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是二次方反比定律,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A 错;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F=k q 1q2r 2不能用于计算此时的静电力,故选项B 错;q 1和q 2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C 错;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是二次方反比定律,故选项D 对。
2.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等,两带电球相互排斥,说明两球一定带同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故选项A 、B 错误;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C 错误,选项D 正确。
3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( ) A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变 B.保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C.一个点电荷的电荷量增大到原来的2倍,另一个点电荷的电荷量不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D.保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的14F=kq 1q 2r 2可知,当r 不变时,q 1、q 2均变为原来的2倍,F 变为原来的4倍,A 正确;同理可知B 、C 、D 均错误。
4.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( ) A.速度变大,加速度变大 B.速度变小,加速度变小 C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大,速度变大;再由库仑定律公式F=k q 1q2r 2知,随着距离的增大,两小球间的斥力减小,加速度减小,所以只有选项C 正确。
人教版高中物理选修3-1:《库仑定律》同步练习【2】及答案
人教版高中物理-有答案-人教版高中物理_选修3-1_12_库仑定律_同步练习
人教版高中物理选修3-1 1.2 库仑定律同步练习一、选择题(共12题;)1. 真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原来的3倍,距离增大为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为()A.16FB.94F C.32F D.F22. 真空中相距为r的两点电荷Q1、Q2,电量均为q,相互作用力为F.若要使相互作用力变为2F,可采用的方法是()A.Q1、Q2电量同时增大为2q,距离保持不变B.Q1电量增大为2q,Q2电量不变,距离保持不变C.Q1、Q2电量不变,距离变为2rD.Q1、Q2电量不变,距离变为0.5r3. 将两个分别带有电荷量−2Q和+5Q的相同金属小球A、B,分别固定在相距为r的两处(均可视为点电荷),它们间库仑力的大小为F.现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球C先后与A、B两小球相互接触后拿走,A、B两小球间距离保持不变,则两球间库仑力的大小为()A.FB.15F C.910F D.14F4.如图所示,真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变,则()A.保持Q不变,将q变为2q,平衡时弹簧的伸长量等于2x0B.保持q不变,将Q变为2Q,平衡时弹簧的伸长量小于2x0C.保持Q不变,将q变为−q,平衡时弹簧的缩短量等于x0D.保持q不变,将Q变为−Q,平衡时弹簧的缩短量小于x05. 如图所示,真空中一条直线上有四点A、B、C、D,AB=BC=CD,只在A点放一电量为+Q的点电荷时,B点电场强度为E,若又将等量异号的点电荷−Q放在D点,则()A.B点电场强度为34E,方向水平向右B.B点电场强度为54E,方向水平向右C.B点的电场强度大于C点的电场强度D.BC线段的中点电场强度为零6. 如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线,设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号,k=169B.a、b的电荷异号,k=169C.a、b的电荷同号,k=6427D.a、b的电荷异号,k=64277. 在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球挂在铁架台上,小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示.现增大小球的电荷量后仍挂在原处,丝线与竖直方向的夹角将()A.减小B.增大C.不变D.先减小再增大8. 两个相同的金属小球(均可视为点电荷),带电荷量大小之比为1:3,固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定在距离为r2的两处,则两球间库仑力的大小可能为()A.1 3 FB.43F C.163 F D.4F9. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带有同种电荷.现用指向墙面的水平推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙和水平地面上,如图所示.如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较()A.推力F将变大B.竖直墙面对小球A的弹力变大C.地面对小球B的支持力不变D.两小球之间的距离变大10. 两个相同的金属小球,所带电荷量大小之比为1:7,相距r,两小球可视为点电荷,两者相互接触后再放回原来位置上,则它们之间的库仑力大小与原来之比可能为()A.4:7B.3:7C.16:7D.9:711. 如图,倾角为θ的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上,一质量为m,带电量+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑,若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上滑下,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动,在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下,关于在物块下滑过程的分析正确的是()A.在BA之间,物块将做加速直线运动B.在BD之间,物块受到的库仑力先增大后减小C.在BA之间,斜面对地面的压力有可能不变D.在BA之间,斜面受到地面的摩擦力均为零12. 图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是()A. B. C. D.二、解答题(共3题;)如图所示,带电荷量分别为+q和+4q的两点电荷A、B,相距L,求在何处放一个什么性质的电荷,才可以使三个电荷都处于平衡状态?如图所示,把质量为√3克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10−8C的正电小10球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为30∘,(取g=10m/s2,k=9.0×109N⋅m2/C2)求:(1)小球A带正电还是负电?(2)此时小球A受到的库仑力大小和方向?(3)小球A带的电量q A?如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10−8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×10−6J,将另一电荷量为10−8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10−6J.(1)求电场线的方向及U AB、U AC、U BC的值;(2)若AB边长为2√3cm,求电场强度的大小.参考答案与试题解析人教版高中物理选修3-1 1.2 库仑定律同步练习一、选择题(共12题;)1.【答案】B【考点】库仑定律【解析】本题比较简单,直接根据库仑力公式得出两次作用力的表达式,则可求得带电量和距离变化后的相互作用力,从而解出正确结果。
2019-2020学年高二物理人教版选修3-1课时练(2)库仑定律 Word版含答案
姓名,年级:时间:库仑定律1、关于库仑定律,下列说法正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体 B 。
根据122F=kq q r ,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C 。
若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力 D 。
库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都遵循平方反比规律2、两个固定的点电荷分别放在A 、B 两处,如图所示。
A 处电荷带负电荷量1Q ,B 处电荷带负电荷量2Q ,且216Q Q ,另取一个可以自由移动的点电荷3Q ,放在直线上,欲使3Q 平衡。
则( ) A.3Q 为负电荷,且放于A 左方 B.3Q 为负电荷,且放于B 右方 C 。
3Q 为正电荷,且放于A 、B 之间D 。
3Q 为正电荷,且放于B 右方3、在真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,仅将各自的电荷量均减小为原来的12,则它们之间的库仑力将( ) A .增大为原来的2倍 B .增大为原来的4倍 C .减小为原来的12D .减小为原来的144、如图甲、乙所示,两个带电荷量均为q 的点电荷分别位于带电荷量线密度相同、半径相同的半圆环和34圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。
若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为F ,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为( )A. 32F B. B 。
12FC. C 。
22FD 。
32F 5、如图,两个带电金属小球中心距离为r ,带电荷量相等为Q ,则它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是( )A. 若是异种电荷22Q F k r < B 。
若是同种电荷22Q F k r >C. 若是异种电荷22Q F k r >D. 不论是何种电荷22Q F k r=6、如图所示,质量分别是1m 和2m 、带电荷量分别为1q 和2q 的小球,用长度不等的轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和()βαβ>,两小球恰在同一水平线上,那么( )A 。
【精准解析】人教版物理选修3-1习题:第1章+2+库仑定律
第一章2[练案2]基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)1.下列说法中正确的是(D)A .点电荷就是体积很小的带电体B .点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C .根据F =kq 1q 2r 2可知,当r →0时F →∞D .静电力常量的数值是由实验得出的解析:由点电荷的定义、库仑定律及其适用条件知A 、B 、C 错误,D 正确。
2.(2019·江苏省苏州市高二上学期期末)如图所示,一个带正电的球体M 放在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N 先后挂在横杆上的P 1和P 2处。
当小球N 静止时,丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)。
则(A)A .小球N 带正电,θ1>θ2B .小球N 带正电,θ1<θ2C .小球N 带负电,θ1>θ2D .小球N 带负电,θ1<θ2解析:小球M 与N 相互排斥,M 、N 带同种电荷,M 带正电,N 也带正电,小球N 受重力mg ,绳的拉力,库仑力F ,绳与竖直方向夹角为:tan θ=F mg ,库仑力:F =k Qqr2,由于电荷N 悬挂在P 1点时距离小,库仑力大,偏角大,故θ1>θ2,故A 正确,B 、C 、D 错误。
3.(2019·上海市金山中学高二上学期期中)两个相同的金属小球A 、B ,所带的电量q A =+q 0、q B =-7q 0,相距r 放置时,相互作用的引力大小为F 。
现将A 球与B 球接触,再把A 、B 两球间的间距增大到2r ,那么A 、B 之间的相互作用力将变为(A)A .斥力、9F28B .斥力、9F 14C .引力、9F 28D .引力、9F 14解析:金属小球A 和B ,带电量分别为+q 0和-7q 0,相互作用力大小为F ,根据库仑定律,有:F =k q 0·7qr2将两球接触后再放回原处,电荷先中和再平分,带电量变为q 0-7q 02=-3q 0,根据库仑定律,有:F ′=k3q 0·3q 0(2r )2=928F ,且表现为斥力,故A 正确,B 、C 、D 错误;故选A 。
人教版物理高一-选修3-1-第一章-静电场-1.2库仑定律-同步练习(含答案)
人教版物理高一-选修3-1-第一章-静电场-1.2库仑定律-同步练习含答案一、单选题1.如图所示,质量分别是m1、m2,电荷量分别为q1、q2的两个带电小球,分别用长为L的绝缘细线悬挂于同一点.已知:q1>q2,m1>m2,两球静止平衡时的图可能是()A.B.C.D.2.如图所示,质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球,用长度不等的轻丝线悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β),两小球恰在同一水平线上,那么()A. 两球一定带同种电荷B. q1一定大于q2C. m1一定等于m2D. m1所受库仑力一定等于m2所受的库仑力3.库仑定律的适用范围是()A. 真空中两个带电球体间的相互作用B. 真空中任意两个带电体间的相互作用C. 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律D. 两个点电荷间的相互作用4.两个大小相同的金属小球A、B分别带有q A︰q B=4︰1数值的电荷量,相距较远,相互间引力为F.现将另一个不带电的、与A、B完全相同的金属小球C,先与A接触,再与B接触,然后离开,则A、B间的作用力变为( )A. B. C. D.5.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加为原来的2倍,另一点电荷的电荷量增加为原来的4倍,则它们之间的相互作用力增加为原来的确( )A. 2B. 4C. 8D. 166.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A带电荷量+10Q、B带电荷量﹣Q、C不带电,将A、B分别固定在绝缘支架上,然后让与外界绝缘的C球反复很多次与A、B球接触,最后移去C球,则A、B球间的库仑力变为原来的()A. 倍B. 倍C. 倍D. 倍7.电荷之间的相互作用关系正确的是()A. 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引B. 同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥C. 同种电荷相互排斥,异种电荷相互排斥D. 同种电荷相互吸引,异种电荷相互吸引8.两个完全相同的小金属球,它们的带电量之比为5:1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1:F2可能为( )A. 5:2B. 5:4C. 5:6D. 9:59.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。
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高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)相关习题:(电场)一、电荷守恒定律、库仑定律练习题一、选择题1.关于点电荷的说法,正确的是 [ ]A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.点电荷一定是电量很小的电荷D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2.将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后,在导体A中的质子数 [ ]A.增加 B.减少C.不变 D.先增加后减少3.库仑定律的适用范围是 [ ]A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是 [ ]A.带有等量异种电荷B.带有等量同种电荷C.带有不等量异种电荷D.一个带电,另一个不带电5.有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则 [ ]A.B、C球均带负电B.B球带负电,C球带正电C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电D.B、C球都不带电6.A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将 [ ]A.可能变大 B.可能变小C.一定不变 D.不能确定7.两个半径均为1cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm处,则它们的相互作用力大小变为 [ ]A.3000F B.1200FC.900F D.无法确定8.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则 [ ]A.q一定是正电荷B.q一定是负电荷C.q离Q2比离Q1远D.q离Q2比离Q1近9.如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为T A、T B;如果使A带正电,二、填空题10.在原子物理中,常用元电荷作为电量的单位,元电荷的电量为______;一个电子的电量为______,一个质子的电量为______;任何带电粒子,所带电量或者等于电子或质子的电量,或者是它们电量的______.11.库仑定律的数学表达式是______,式中的比例常量叫______,其数值为______,其单位是______.12.两个点电荷甲和乙同处于真空中.(1)甲的电量是乙的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量不变,另一个电荷的电量变为原来的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变为原来的______倍,才能使其间的相互作用力不变.13.将一定量的电荷Q,分成电量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______.14.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当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 A =______.三、计算题15.大小相同的金属小球,所带电量的值分别为Q1、Q2,且大小为F,若使两球相接触后再分开放回原位置,求它们间作用力的大小.16.设氢原子核外电子的轨道半径为r,电子质量为m,电量为e,求电子绕核运动的周期.电荷守恒定律库仑定律练习题答案一、选择题1.D2.C3.CD4.BCD5.C6.C7.D8.D9.BC二、填空题10.1.6×10-19C,-1.6×10-19C,1.6×10-19C,整数倍14.2×10-3N,-0.5×10-8C三、计算题15.F/3或4F/3二、电场电场强度电场线练习题一、选择题1.下面关于电场的叙述正确的是 [ ]A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在,其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用2.下列关于电场强度的叙述正确的是 [ ]A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关3.电场强度的定义式为E=F/q [ ]A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比4.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则 [ ] A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷,A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关A.当r→0时,E→∞B.发r→∞时,E→0C.某点的场强与点电荷Q的大小无关D.在以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同6.关于电场线的说法,正确的是 [ ]A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的7.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则 [ ]A.A、B两处的场强方向相同B.因为A、B在一条电场上,且电场线是直线,所以E A=E BC.电场线从A指向B,所以E A>E BD.不知A、B附近电场线的分布情况,E A、E B的大小不能确定8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为 [ ]A.0 B.2kq/r2C.4kq/r2 D.8kq/r29.四种电场的电场线如图2所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的 [ ]10.图3表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像,那么下列说法中正确的是 [ ]A.该电场是匀强电场B.这四点场强的大小关系是E d>E a>E b>E cC.这四点场强的大小关系是E a>E b>E c>E dD.无法比较这四点场强大小关系11.如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动,依次排列在同一直线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知,但AB>BC,则根据平衡条件可断定 [ ]A.A、B、C分别带什么性质的电B.A、B、C中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷C.A、B、C中哪个电量最大D.A、B、C中哪个电量最小二、填空题12.图5所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在________点受的电场力大,方向为______.13.如图6,正点电荷Q的电场中,A点场强为100N/C,C点场强为36N/C,B是AC的中点,则B点的场强为________N/C.14.真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为4.0×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为2.0×10-5N,则P点的场强为________N/C;把检验电荷电量减小为2.0×10-9C,则该电荷在P点受到的电场力为__________N 15.在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为m的液滴,带正电荷,电量为q,在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为______N/C,方向_________.16.在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Q1,另一个带负电荷Q2,且Q1=2Q2,用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在x轴上,E1=E2的点共有____处,其中_______处的合场强为零,______处的合场强为2E2。
人教版高中物理选修3-1:《库仑定律》同步练习【1】及答案
第二节库仑定律1.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体B.带电体体积很大时不能看成点电荷C.点电荷的所带电荷量可能是2.56×10-20 CD.大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷2.下列说法正确的是( )A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=k q1q2r2可知,当r→0时,有F→∞D.静电力常量的数值是由实验得出的3. 对于库仑定律,下面说法正确的是( )A.库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时,对于它们之间的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量4.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距r,两者相互接触后,再放回原来的位置,则相互作用力可能是原来的( )A.47B.37C.97D.1675.如图所示,两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量绝对值均为Q,两球之间的静电力为( )A.等于kQ29r2B.大于kQ29r2C.小于kQ29r2D.等于kQ2r26.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A.速度变大,加速度变大B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大7.如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( ) A.F1 B.F2C.F3 D.F48.如图所示,两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C,静止于真空中,相距r=2 m.(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q,求Q受的静电力.(2)在O点放入负电荷Q,求Q受的静电力.(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3,q3=1 C且AC=1 m,求q3所受的静电力.9.甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16 C的正电荷,乙球带有3.2×10-16 C的负电荷,放在真空中相距为10 cm的地方,甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?(2)将两个导体球相互接触一会儿,再放回原处,其作用力能求出吗?是斥力还是引力?参考答案1.答案AD2.答案 D3.答案AC4.答案CD5.答案 B6.答案 C7.答案 B8. 答案(1)0 (2)0 (3)3×1010 N,方向向右解析在A、B连线的中点上,放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用,这两个力大小相等,方向相反,所以合力为零.如果在O点放入负电荷,仍然受到两个大小相等,方向相反的力,合力仍然为零.在连线上A的左侧放入负电荷,则受到q1和q2向右的吸引力,大小分别为F1=kq3q1x2和F2=kq3q2(r+x)2,其中x为AC之间的距离.C点受力为二力之和,代入数据为3×1010 N,方向向右.9. 答案(1)1.38×10-19 N 引力(2)不能斥力解析(1)因为两球的半径都远小于10 cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律可求:F=k q1q2r2=9.0×109×4.8×10-16×3.2×10-160.12N=1.38×10-19 N两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.(2)将两个导体球相互接触,首先正负电荷相互中和,还剩余(4.8-3.2)×10-16 C的正电荷,这些正电荷将重新在两导体球间分配,由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样,因此我们无法求出力的大小,但可以肯定两球放回原处后,它们之间的作用力变为斥力.。
9.2 库仑定律-同步练习2(新教材人教版必修三)
8.库仑研究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关,做了如下实验:把一个带正电的物体固定,然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在 、 、 处,发现情况如图所示,由此,归纳得出的初步结论正确的是( )
A.电荷之间的作用力大小随距离增大而增大
B.电荷之间的作用力大小与距离无关
C.电荷之间的作用力大小随距离的增大先增大后减小
D.由于小球平衡时丝线与竖直方向夹角在减小,所以电荷之间的作用力大小随距离增大而减小
9.如图所示,两条不等长的细线一端拴在同一点,另一端分别拴住两个带同种电荷的小球,电荷量分别为 、 ,质量分别为 、 ,当两小球处于于同一水平面时恰好静止,且 ,则造成 、 不相等的原因是( )
A. B.
C. D.
10.真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F,如果保持这两个点电荷之间的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的4倍,那么它们之间静电力的大小变为( )
C.竖直方向
FN1=mAg+mBg
可见地面对小球B的弹力FN1不变,故C项错误;
故选B。
13.
【详解】
[1]对C分析,受重力、支持力和AB的库仑力,则AB的库仑力之和沿斜面向上,又B距离C近,给C的库仑力大,则C球带正电,设小球间距为a,
对C
对B
联立解得
[2]代入
解得
14.正A
【详解】
[1]小球受到正电荷的排斥力,则可推断小球带正电荷;
人教版(2019)高中物理必修三第九章静电场及其应用-第二节库仑定律同步练习
一、单选题
1.关于两点电荷之间相互作用力的大小,下列说法中正确的是( )
A.两点电荷的电荷量越小,相互作用力越大
B.两点电荷间距离越大,相互作用力越大
最新人教版高中物理选修3-1检测题:(二) 库仑定律含答案
课时跟踪检测(二)库仑定律1.下列关于点电荷的说法,正确的是( )A.点电荷一定是电荷量很小的电荷B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷解析:选B 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A、C、D错,B正确。
2.关于库仑定律的理解,下面说法正确的是( )A.对任何带电体之间的静电力计算,都可以使用库仑定律公式B.只要是点电荷之间的静电力计算,就可以使用库仑定律公式C.两个点电荷之间的静电力,无论是在真空中还是在介质中,一定是大小相等、方向相反的D.摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电解析:选C 库仑定律适用于真空中的点电荷,故A、B错。
库仑力也符合牛顿第三定律,C对。
橡胶棒吸引纸屑,纸屑带正电或不带电都可以,D错。
3.如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。
同时从静止释放,则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )A.速度变大,加速度变大B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大解析:选C 因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同,故电荷将一直做加速运动,又由于两电荷间距离增大,它们之间的静电力越来越小,故加速度越来越小。
4.如图所示,用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态,电荷量分别为q A、q B,相距为L。
则A对B的库仑力为( )A.F AB=k q A q BL2,方向由A指向BB.F AB=k q A q BL,方向由A指向BC .F AB =k q A q BL 2,方向由B 指向A D .F AB =kq A q BL,方向由B 指向A 解析:选C 由于两小球相互吸引,所以A 对B 的库仑力方向由B 指向A ,根据库仑定律可得F AB =kq A q BL 2,故选项C 正确。
高中物理必修第三册课时同步检测—库仑定律(含解析)
高中物理必修第三册课时同步检测—库仑定律(含解析)一、单选题1.真空中两个点电荷间距离为d 时库仑力为F ,下列说法正确的是()A .两个点电荷间距离减小为原来的12,其他量保持不变,库仓力变为4F B倍,其他量保持不变,库仑力变为2F C .每个点电荷电荷量都增大到原来的4倍,其他量保持不变,库仑力变为4F D .两个点电荷间距离减小为原来的12,同时仅一个点电荷电荷量加倍,其他量保持不变,库仑力变为2F 【答案】A【解析】根据库仑定律可知真空中两个点电荷间距离为d 时库仑力为F ,有122kq q F d可知库仑力与距离的平方成反比,与电量的乘积成正比。
A .两个点电荷间距离减小为原来的12,其他量保持不变,库仓力将变为4F ,故A 正确;B倍,其他量保持不变,库仑力变为2F,故B 错误;C .每个点电荷电荷量都增大到原来的4倍,其他量保持不变,库仑力变为16F ,故C 错误;D .两个点电荷间距离减小为原来的12,同时仅一个点电荷电荷量加倍,其他量保持不变,库仑力变为8F ,故D 错误;故选A 。
2.如图所示,质量分别为m 1、m 2,电荷量分别为q 1、q 2的两个小球,分别用绝缘轻绳悬挂,平衡时两球恰在同一水平线上,两绳与竖直方向的夹角分别为α和β(α>β),则()A .两球带同种电荷B .q 1一定大于q 2C .m 1一定小于m 2D .小球m 1所受的库仑力大于小球m 2所受的库仑力【答案】C【解析】A .两个小球靠近,所以两球带异种电荷。
A 错误;BD .两球的库仑力是作用力与反作用力,大小相等,所以无法比较电荷量。
BD 错误;C .对于小球,受力分析有1tan Fm g α=,2tan F m g β=因为α>β,所以m 1一定小于m 2。
C 正确。
故选C 。
3.真空中带电荷量分别为+4Q 和-6Q 的两个相同的金属小球,相距为r 时相互作用力大小为F 。
若把它们接触一下后分开,再放到相距2r处,它们的相互作用力大小变为()A .12FB .6F C .3F D .23F 【答案】B【解析】接触前库仑力大小1246Q QF F kr ⋅==接触后分开,两小球的电荷都为Q ,则库仑力222162Q F kF r ==⎛⎫ ⎪⎝⎭故ACD 错误,B 正确。
1.2 库仑定律(答案含解析)—人教版高中物理选修3-1 同步训练
1.2库仑定律同步训练一、单选题(共30分)1.(本题3分)如图所示,在一绝缘斜面C 上有一带正电的小物体A 处于静止状态。
现将一带正电的小球B 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从P 点转至A 正上方的Q 点处,已知P 、A 在同一水平线上,且在此过程中物体A 和C 始终保持静止不动,A 、B 可视为质点。
关于此过程,下列说法正确的是( )A .物体A 受到斜面的支持力先减小后增大B .物体A 受到斜面的支持力一直增大C .地面对斜面C 的摩擦力逐渐减小D .地面对斜面C 的摩擦力先减小后增大2.(本题3分)在真空中,带电荷量分别为1q 和2q 两个点电荷,相隔为r 时,1q 和2q 之间的库仑大小力为F ,若现将1q 和2q 电荷量均减半,再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半,最终两点电荷之间的库仑力大小为( )A .FB .2FC .4FD .2F3.(本题3分)如图所示,两个带有同种电荷的小球A 、B ,其质量分别为1m 、2m ,用两根绝缘细线悬挂于O 点,静止时小球处于同一水平面上,细线与竖直方向的夹角分别为α和β。
下列说法正确的( )A .若12m m <,则αβ>B .若12m m >,则αβ>C .若12m m =,则αβ>D .若12m m =,则αβ<4.(本题3分)由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为1q 和2q ,其间距离为r 时,它们之间相互作用力的大小为122q q F kr =,式中k 为静电力常量。
若用国际单位制表示,k 的单位应为( )A .22N m /kg ⋅B .22kg m /C ⋅ C .322kg m s C --⋅⋅⋅D .22N m /A ⋅5.(本题3分)如图所示,两个分别用长13cm 的轻质绝缘细线悬挂于同一点的相同小球(可看作质点),带有同种等量电荷。
由于静电力F 的作用,它们之间的距离为10cm ,已知每个小球的质量为30.610kg -⨯,静电力常量9229.010N m /C k =⨯⋅,则( )A .两球必均带正电荷B .两球必均带负电荷C .小球带的电荷量可能为71010C 6-+⨯ D .小球带的电荷量可能为71010C --⨯ 6.(本题3分)关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是( )A .元电荷实际上是指电子和质子本身B .点电荷所带电荷量一定很小C .点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍D .点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型7.(本题3分)如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =5cm、bc =3cm、ca =4cm .小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线.设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则、 、A .a 、b 的电荷同号,169k =B .a 、b 的电荷异号,169k =C .a 、b 的电荷同号,6427k =D .a 、b 的电荷异号,6427k = 8.(本题3分)某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素,进行了以下的实验:M 是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P 1、P 2、P 3位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力( )A .随着电荷量的增大而增大B .与两电荷量的乘积成正比C .随着电荷间距离的增大而减小D .与电荷间距离的平方成反比9.(本题3分)如图所示质量为m、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点、带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上.其中O 点与小球A 的间距为l 、O 点与小球 B 的间距为3l 、当小球A 平衡时、悬线与竖直方向夹角30θ=︒,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k、则( ) A .A、B 间库仑力大小222kq F l= B .A、B 间库仑力33mg F =C .细线拉力大小223T kq F l= D .细线拉力大小3T F mg =10.(本题3分)如图所示,由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上,O 点为圆心,带电荷量为a q 、质量为a m 的a 小球固定在半圆轨道底端的A 点,带电荷量为b q 、质量为b m 的b 小球静止于半圆轨道内的B 点,此时∠AOB =74°.由于a b 、、两小球的质量变化或电荷量变化使得b 小球沿半圆轨道缓慢下滑,恰好静止于C点,∠AOC=60°,此时a b 、两小球的质量分别为a m '、b m ',电荷量分别为a q '、b q ',已知a b 、两小球均可视为带电质点,sin37°=0.6,则下列说法正确的是( )A .b 小球受到的支持力一定大于其重力B .b 小球的质量和电荷量至少有一个应发生变化C .可能仅是b 小球的质量b m '增加至216125b mD .可能仅是a b 、两小球电荷量的乘积a b q q ''减小至56a b q q 二、多选题(共16分)12.(本题4分)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.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.小球A 的质量为m 、电量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷.小球A 静止在斜面上,则( )A .小球A 与B 之间库仑力的大小为22kq dB .当sin q mg d kθ=时,细线上的拉力为0 C .当tan q mg d kθ=时,细线上的拉力为0 D .当tan q mg d k θ=时,斜面对小球A 的支持力为0 13.(本题4分)竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A ,在A 球的正上方P 点用绝缘线悬挂另一个小球B、A、B 两个小球因带电而互相排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,若线的长度变为原来的一半,同时小球B 的电量减为原来的一半,A 小球电量不变,则再次稳定后( )A .A、B 两球间的库仑力变为原来的一半B .A、B 两球间的库仑力虽然减小,但比原来的一半要大C .线的拉力减为原来的一半D .线的拉力虽然减小,但比原来的一半要大14.(本题4分)如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中.三个带电小球质量相等,A 球带负电,平衡时三根绝缘细线都是直的,但拉力都为零.则( )A .B 球带负电荷,C 球带正电荷B .B 球和C 球都带正电荷C .B 球和C 球所带电量不一定相等D .B 球和C 球所带电量一定相等16.(本题4分)半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L=3r ),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则对它们之间相互作用的静电力F 的说法,正确的是( )A .带同种电荷时,22q F k L <B .不论带何种电荷,22=q F k LC .带异种电荷时,22q F kL > D .以上各项均不正确三、实验题(共6分) 17.(本题6分)某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素.A 是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来.他们分别进行了以下操作.步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小.步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小.(1)该实验采用的方法是_____.(填正确选项前的字母)A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而_____.(填“增大”、“减小”或“不变”、(3)若物体A的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示、质量用m表示,物体与小球间的距离用d 表示,静电力常量为k,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_____、四、解答题(共40分)18.(本题10分)如图,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0m。
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第二节 库仑定律一、选择题1.(2019年安庆高二检测)下列关于点电荷的说法,正确的是( )A .点电荷一定是电量很小的电荷B .点电荷是一种理想化模型,实际不存在C .只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D .体积很大的带电体一定不能看成点电荷2.关于库仑定律的公式F =k Q 1Q 2r 2,下列说法中正确的是( ) A .当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B .当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C .当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用3.(2019年佛山高二检测)真空中两个点电荷Q 1、Q 2,距离为R ,当Q 1增大到原来的3倍,Q 2增大到原来的3倍,距离R 增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的( )A .1倍B .3倍C .6倍D .9倍4.如图1-2-9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Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )图1-2-9A .F 引=G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2 B .F 引≠G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2 C .F 引≠G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2 D .F 引=G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2 5.(2019年广东实验中学模拟)如图1-2-11所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )图1-2-11A .两球都带正电B .两球都带负电C .大球受到的静电力大于小球受到的静电力D .两球受到的静电力大小相等6.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小7.(2019年北京四中高二检测)两个质量分别为m 1、m 2的小球,各用长为L 的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图1-2-12所示,则下列说法正确的是( )图1-2-12A .若m 1>m 2,则θ1>θ2B .若m 1=m 2,则θ1=θ2C .若m 1<m 2,则θ1>θ2D .若q 1=q 2,则θ1=θ28.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( )A .每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B .保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷的距离增大到原来的2倍C .使一个点电荷的电荷量增加1倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两点电荷间的距离减小为原来的12D .保持点电荷的电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的129.半径相同的两个金属小球A 和B 带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F ,今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开.这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( )A.18F B.14F C.38F D.34F 10.两个完全相同的小金属球,它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F 1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F 2,则F 1∶F 2可能为( )A .5∶2B .5∶4C .5∶6D .5∶911.(2019年铜陵一中高二检测)如图1-2-13所示,在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A和B,它们用一绝缘轻弹簧相连,带同种电荷.弹簧伸长x0时小球平衡,如果A、B带电荷量加倍,当它们重新平衡时,弹簧伸长为x,则x和x0的关系为( )图1-2-13A.x=2x0B.x=4x0C.x<4x0D.x>4x012.如图1-2-14所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( )图1-2-14A.F1B.F2C.F3D.F4二、计算题13.一带电荷量为+Q、半径为R的球,电荷在其内部能均匀分布且保持不变,现在其内部挖去一半径为R/2的小球后,如图1-2-15所示,求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力.已知P距大球球心距离为4R.图1-2-1514. (2019年广州高二检测)光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图1-2-16所示.求:两球之间的距离.图1-2-1615.质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为L,A球带电量q A=+10q;B球带电量q B=+q.若在C球上加一个水平向右的恒力F,如图1-2-17所示,要使三球能始终保持L的间距向右运动,问外力F为多大C球带电性质是什么图1-2-1716.如图1-2-10所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少图1-2-10一、选择题1.解析:选B.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A 、C 、D 错,B 正确.2.答案:AD3.解析:选A.原来的库仑力为F =kQ 1Q 2R 2,后来的库仑力为F′=k 3Q 1·3Q 2?3R?2=k Q 1Q 2R 2=F.所以A 对. 4.解析:选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l =3r ,不满足l?r 的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F 库≠k Q 2l 2.虽然不满足l?r ,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F 引=G m 2l 2. 5.解析:选D.由题图可知,两带电球相互排斥,则说明两球一定带有同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故A 、B 错;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C 错,D 对.6.解析:选A.两者之间的库仑力时刻保持大小相等、方向相反,由牛顿第二定律知:a1∶a2=m2∶m1,故A 正确.7.解析:选BC.这是一道带电体平衡问题,分析方法仍然与力学中物体的平衡方法一样.8.答案:AD9.解析:选A.由库仑定律,接触前F =k q 2r 2,接触后F′=k 12q×14q r 2=18k q 2r 2=18F ,故A 正确. 10.解析:选BD.由库仑定律,它们接触前的库仑力为F 1=k 5q 2r 2 若带同种电荷,接触后的带电荷量相等,为3q ,此时库仑力为F 2=k 9q 2r 2 若带异种电荷,接触后的带电荷量相等,为2q ,此时库仑力为F′2=k 4q 2r 2 由以上计算可知选项BD 正确.11.解析:选C.设弹簧原长为l ,劲度系数为K ,根据库仑定律和平衡条件列式得k q 1q 2?l +x 0?2=Kx 0,k 4q 1q 2?l +x?2=Kx 两式相除:?l +x?24?l +x 0?2=x 0x ,得:x =?l +x 0?2?l +x?2·4x 0, 因l +x>l +x 0,由此推断选项C 正确.12.解析:选B.据“同电相斥、异电相引”规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量,因此F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能为F 2,故选项B 正确. 教13.解析:未挖去之前,+Q 对q 的斥力为:F =kQq ?4R?2 挖去的小球带电荷量为:Q′=Q 4πR 33×4π?R 2?33=Q 8挖去的小球原来对q 的斥力为:F 1=k Q 8q ?4R -R 2?2=kQq 98R 2 剩余部分对q 的斥力为:F 2=F -F 1=41kQq 784R 2,方向向右. 答案:41kQq784R 2 方向向右 14.解析:设两球之间的距离为x ,相互作用的库仑力为F ,则:F =k q 2x 2 由平衡条件得:Fcos45°=mgsin45°由以上两式解得:x =qk mg. 答案:q k mg 15.解析:由于A 、B 两球都带正电,它们互相排斥,C 球必须对A 、B 都吸引,才能保证系统向右加速运动,故C 球带负电荷.以三球为整体,设系统加速度为a ,则F =3ma①隔离A 、B ,由牛顿第二定律可知:对A :kq A q C 4L 2-kq A q B L 2=ma② 对B :kq A q B L 2+kq B q CL2=ma③ 联立①、②、③得F =70k q 2L2. 答案:70k q 2L2 负电荷 16.解析:小球A 受力如图,受四个力,重力mg 、库仑力F 、丝线两个拉力F T 相等.则F T sin60°=mgF T cos60°+F T =k q 2L 2解得q=3mgL2k.答案:均为3mgL2 k。
人教版高中物理选修:《库仑定律》同步练习及答案
第二节 库仑定律一、选择题1.(2019年安庆高二检测)下列关于点电荷的说法,正确的是( )A .点电荷一定是电量很小的电荷B .点电荷是一种理想化模型,实际不存在C .只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D .体积很大的带电体一定不能看成点电荷2.关于库仑定律的公式F =k Q 1Q 2r 2,下列说法中正确的是( ) A .当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0B .当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞C .当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用3.(2019年佛山高二检测)真空中两个点电荷Q 1、Q 2,距离为R ,当Q 1增大到原来的3倍,Q 2增大到原来的3倍,距离R 增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的( )A .1倍B .3倍C .6倍D .9倍4.如图1-2-9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Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )图1-2-9A .F 引=G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2 B .F 引≠G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2 C .F 引≠G m 2l 2,F 库=k Q 2l 2 D .F 引=G m 2l 2,F 库≠k Q 2l 2 5.(2019年广东实验中学模拟)如图1-2-11所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )图1-2-11A .两球都带正电B .两球都带负电C .大球受到的静电力大于小球受到的静电力D .两球受到的静电力大小相等6.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小7.(2019年北京四中高二检测)两个质量分别为m 1、m 2的小球,各用长为L 的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图1-2-12所示,则下列说法正确的是( )图1-2-12A .若m 1>m 2,则θ1>θ2B .若m 1=m 2,则θ1=θ2C .若m 1<m 2,则θ1>θ2D .若q 1=q 2,则θ1=θ28.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( )A .每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B .保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷的距离增大到原来的2倍C .使一个点电荷的电荷量增加1倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两点电荷间的距离减小为原来的12D .保持点电荷的电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的129.半径相同的两个金属小球A 和B 带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F ,今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开.这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( )A.18F B.14F C.38F D.34F 10.两个完全相同的小金属球,它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F 1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F 2,则F 1∶F 2可能为( )A .5∶2B .5∶4C .5∶6D .5∶911.(2019年铜陵一中高二检测)如图1-2-13所示,在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A和B,它们用一绝缘轻弹簧相连,带同种电荷.弹簧伸长x0时小球平衡,如果A、B带电荷量加倍,当它们重新平衡时,弹簧伸长为x,则x和x0的关系为( )图1-2-13A.x=2x0B.x=4x0C.x<4x0D.x>4x012.如图1-2-14所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( )图1-2-14A.F1B.F2C.F3D.F4二、计算题13.一带电荷量为+Q、半径为R的球,电荷在其内部能均匀分布且保持不变,现在其内部挖去一半径为R/2的小球后,如图1-2-15所示,求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为+q的电荷的静电力.已知P距大球球心距离为4R.图1-2-1514. (2019年广州高二检测)光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图1-2-16所示.求:两球之间的距离.图1-2-1615.质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为L,A球带电量q A=+10q;B球带电量q B=+q.若在C球上加一个水平向右的恒力F,如图1-2-17所示,要使三球能始终保持L的间距向右运动,问外力F为多大C球带电性质是什么图1-2-1716.如图1-2-10所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少图1-2-10一、选择题1.解析:选B.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A 、C 、D 错,B 正确.2.答案:AD3.解析:选A.原来的库仑力为F =kQ 1Q 2R 2,后来的库仑力为F′=k 3Q 1·3Q 2?3R?2=k Q 1Q 2R 2=F.所以A 对. 4.解析:选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l =3r ,不满足l?r 的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故F 库≠k Q 2l 2.虽然不满足l?r ,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳可看成质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故F 引=G m 2l 2. 5.解析:选D.由题图可知,两带电球相互排斥,则说明两球一定带有同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故A 、B 错;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C 错,D 对.6.解析:选A.两者之间的库仑力时刻保持大小相等、方向相反,由牛顿第二定律知:a1∶a2=m2∶m1,故A 正确.7.解析:选BC.这是一道带电体平衡问题,分析方法仍然与力学中物体的平衡方法一样.8.答案:AD9.解析:选A.由库仑定律,接触前F =k q 2r 2,接触后F′=k 12q×14q r 2=18k q 2r 2=18F ,故A 正确. 10.解析:选BD.由库仑定律,它们接触前的库仑力为F 1=k 5q 2r 2 若带同种电荷,接触后的带电荷量相等,为3q ,此时库仑力为F 2=k 9q 2r 2 若带异种电荷,接触后的带电荷量相等,为2q ,此时库仑力为F′2=k 4q 2r 2 由以上计算可知选项BD 正确.11.解析:选C.设弹簧原长为l ,劲度系数为K ,根据库仑定律和平衡条件列式得k q 1q 2?l +x 0?2=Kx 0,k 4q 1q 2?l +x?2=Kx 两式相除:?l +x?24?l +x 0?2=x 0x ,得:x =?l +x 0?2?l +x?2·4x 0, 因l +x>l +x 0,由此推断选项C 正确.12.解析:选B.据“同电相斥、异电相引”规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量,因此F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能为F 2,故选项B 正确. 教13.解析:未挖去之前,+Q 对q 的斥力为:F =kQq ?4R?2 挖去的小球带电荷量为:Q′=Q 4πR 33×4π?R 2?33=Q 8挖去的小球原来对q 的斥力为:F 1=k Q 8q ?4R -R 2?2=kQq 98R 2 剩余部分对q 的斥力为:F 2=F -F 1=41kQq 784R 2,方向向右. 答案:41kQq784R 2 方向向右 14.解析:设两球之间的距离为x ,相互作用的库仑力为F ,则:F =k q 2x 2 由平衡条件得:Fcos45°=mgsin45°由以上两式解得:x =qk mg. 答案:q k mg 15.解析:由于A 、B 两球都带正电,它们互相排斥,C 球必须对A 、B 都吸引,才能保证系统向右加速运动,故C 球带负电荷.以三球为整体,设系统加速度为a ,则F =3ma①隔离A 、B ,由牛顿第二定律可知:对A :kq A q C 4L 2-kq A q B L 2=ma② 对B :kq A q B L 2+kq B q CL2=ma③ 联立①、②、③得F =70k q 2L2. 答案:70k q 2L2 负电荷 16.解析:小球A 受力如图,受四个力,重力mg 、库仑力F 、丝线两个拉力F T 相等.则F T sin60°=mgF T cos60°+F T =k q 2L 2解得q=3mgL2k.答案:均为3mgL2 k。
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1.2库仑定律同步试题
一、选择题:
1.库仑定律的适用范围是 [ ]
A.真空中两个带电球体间的相互作用
B.真空中任意带电体间的相互作用
C.真空中两个点电荷间的相互作用
D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律
2.两个相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()
A.4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
3.A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将 [ ]
A.可能变大 B.可能变小
C.一定不变 D.不能确定
4.两个半径均为1cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm处,则它们的相互作用力大小变为 [ ]
A.3000F B.1200F
C.900F D.无法确定
5.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则 [ ]
A.q一定是正电荷
B.q一定是负电荷
C.q离Q2比离Q1远
D.q离Q2比离Q1近
6.如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为T A、T B;如果使A带正电,
二、填空题
7.库仑定律的数学表达式是______,式中的比例常量叫______,其数值为______,其单位是______.
8.两个点电荷甲和乙同处于真空中.
(1)甲的电量是乙的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量不变,另一个电荷的电量变为原来的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变为原来的______倍,才能使其间的相互作用力不变.
9.将一定量的电荷Q,分成电量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______.
10.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当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
A=______.
三、计算题
11.大小相同的金属小球,所带电量的值分别为Q1、Q2,且Q1=1/3Q2,把Q1,Q2放在相距较远的两点,它们间的作用力大小为F,若使两球相接触后再分开放回原位置,求它们间作用力的大小.
12.有两个完全相同的带电小球A和B。
分别带电10Q和-Q, 球心间距为R,将它们用绝缘支柱固定起来,现用第三个一样的不带电的金属球C反复不断地和A、B轮流接触,最后移开C,A、B间的作用力变为原来的多少倍?
.
电荷守恒定律库仑定律练习题答案
一、选择题 :
1.CD 2.C D 3.C 4.D 5.D 6.BC
二、填空题
8.1,4,1/9, 2 ,4 9.Q/2 10.2×10-3N,-0.5×10-8C
三、计算题:
11.F/3或4F/3 12. 9/10。