高中物理第一章2库仑定律练习(含解析)教科版选修31

高中物理第一章2库仑定律练习（含解析）教科版选修31

2.库仑定律

基础巩固

1.(多选)关于点电荷,以下说法正确的是()

A.足够小的电荷,就是点电荷

B.一个电子,不论在何种情况下均可视为点电荷

C.在实际中点电荷并不存在

D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影

响能否忽略不计

解析:点电荷是一种理想模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计.因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以本题选项A、B错误,选项C、D正确.

答案:CD

2.对于库仑定律,下列说法正确的是()

A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F=

B.求两个相距非常近的带电小球间的作用力,也能使用库仑定律

C.相互作用的两个点电荷,不论它们的带电量是否相同,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4r时,它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量

解析:库仑定律适用于真空中两个静止点电荷之间,A错误;当两个带电小球相距非常远时,可以将其看成点电荷,而相距非常近时小球的电荷分布会发生变化,不再均匀,故不能用库仑定律来计算两球间的作用力大小,B、D错误;两个点电荷之间的库仑力是作用力和反作用力,大小一定相等,C正确.

答案:C

3.由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F=

A.kg·A2·m3

B.kg·A-2·m3·s-4

C.kg·m2·C-2

D.N·m2·A-2

解析:由F=k k的单位B正确.

答案:B

4.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

解析:两球相互排斥,说明它们带有相同性质的电荷,但它们具体带何种性质的电荷不确定,选项A、B错误.根据库仑定律及牛顿第三定律,两球受到的静电力大小相等,方向相反,选项C错误,选项D 正确.

答案:D

5.如图所示的实验装置为库仑扭秤.细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡,当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法()

①微小量放大法②极限法③控制变量法④逐差法

A.①②

B.①③

C.③④

D.②④

解析:把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度,并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系,是微小量放大法;保持电荷量不变,改变A和C的距离可得到F和r的关系,保持A和C的距离不变,改变电荷量q可得到F和q的关系,这是控制变量法.故选项B正确.

答案:B

6.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上,q2与q3的距离为q1与q2的距离的2倍,每个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Q1∶Q2∶Q3为()

A.(-9)∶4∶(-36)

B.9∶4∶36

C.(-3)∶2∶(-6)

D.3∶2∶6

解析:由三个电荷平衡的特点“两同夹异,两大夹小”可知,选项B、D错误;由于r23=2r12,根Q1∶Q3=1∶4,选项C错误,选项A正确.

答案:A

7.如图所示,把一电荷量为-5×10-8 C的小球A用绝缘细绳悬起,若将电荷量为4×10-6 C的小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,绳与竖直方向成45°角,g取10

m/s2,k=9.0×109 N·m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:

(1)A、B两球间的库仑力;

(2)A球的质量.

解析:(1)由库仑定律得F

代入数据得F库=0.02N.

(2)由牛顿第三定律知,B所受库仑力与A所受库仑力大小相等,对A受力分析有F库=mg tanα

代入数据得m=2×10-3kg.

答案:(1)0.02 N(2)2×10-3 kg

8.有三个完全一样的球A、B、C,A球电荷量为7Q,B球电荷量为-Q,C球不带电,将A、B两球固定,然后让C球先跟A球接触,再跟B球接触,最后移去C球.若三个球均可视为点电荷,则A、B球间的作用力变为原来的多少?

解析:设A、B两球间的距离为r,由库仑定律知,开始时A、B两球之间的作用力为F=

当A、C两球接触时,据电荷均分原理可知,两球均带

当B、C两球接触时,两球均带

故后来A、B两球间的作用力F'=

答案:

能力提升

1.下列关于点电荷的说法错误的是()

A.点电荷是一个带电体的几何点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化的模型

B.带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用的影响可忽略,则可视为点电荷

C.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离成反比

D.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带的电荷量的乘积成正比

解析:点电荷是为了研究物理问题方便而引入的物理模型,是由实际物体抽象所得,选项A对;一个

带电体,无论它多大,只要它的大小和形状对它们间的相互作用的影响可忽略,它就可视为点电荷,

选项B对;由F=,真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离的二次方成反比,跟它们所带的电荷量的乘积成正比,选项C错,D对.

答案:C

2.如图所示,光滑绝缘水平面上固定一金属小球A,用原长为l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球的电荷量各漏掉一半,弹簧伸长量变

为x2,则有()

A.x2

C.x2

解析:两小球间的库仑力等于弹簧的弹力,两球的电荷量都减半时,库仑力减为原来

,则x2,故正

确答案是x2

答案:C

3.如图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,上、下两根细线的拉力分别为F A、F B,现

使两球带同种电荷,此时上、下细线受力分别为F A'、F B',则()