人教版高中物理选修3-1 课时作业(2)库仑定律
人教版高中物理选修3-1练习：第一章2库仑定律 Word版含答案
第一章 静电场2库仑定律A 级 抓基础1．关于库仑定律，下列说法中正确的是( )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F ＝k q 1q 2r 2，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，都是平方反比定律 答案：D2．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加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，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14解析：根据库仑定律F ＝k q 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；同理可求得B 、C 、D 中F 的变化均不满足条件，故B 、C 、D 错误．答案：A3．真空中两个相同的金属小球A 和B ，带电荷量分别为Q A ＝2×10－8 C 和Q B ＝4×10－8 C ，相互作用力为F .若将两球接触后再放回原处，则它们之间的作用力将变为( )A.9F 8 B ．F C.8F 9 D.2F 3解析：未接触前，根据库仑定律，得：F ＝k Q A ·2Q A r 2＝2k Q 2A r 2，接触后两球带电量平分，再由库仑定律，得：F ＝k 32Q A ·32Q A r 2＝94k Q 2A r 2. 则F ′＝98F ，故A 正确，B 、C 、D 错误． 答案：A4.如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点．已知放在P 、Q 连线上某点R 处的点电荷q 受力为零，且PR ＝2RQ .则()A ．q 1＝2q 2B ．q 1＝4q 2C ．q 1＝－2q 2D ．q 1＝－4q 2解析：由于R 处的点电荷q 受力平衡，根据库仑定律得k q 1q （PR ）2＝k q 2q （RQ ）2.因为PR ＝2RQ ，解得：q 1＝4q 2.答案：B5．如图所示，把一带电量为－5×10－8 C 的小球A 用绝缘细绳悬起，若将带电量为＋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，取g ＝10 m/s 2，k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2，且A 、B 两小球均可视为点电荷，求：(1)A 、B 两球间的库仑力的大小；(2)A 球的质量．解析：(1)根据库仑定律，有：F ＝k q A ·q B r 2＝0.02 N. (2)对A 受力分析如下图所示：根据物体平衡得：F 库＝mg tan α.代入数据：m ＝2×10－3 kg.B 级 提能力6．半径为R 、相距较近的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同号电荷Q 时，它们之间的静电力为F 1，两球带等量异号电荷Q 与－Q 时，静电力为F 2，则( )A ．F 1>F 2B ．F 1<F 2C ．F 1＝F 2D ．不能确定解析：因为两个金属球较大，相距较近，电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀，故不能简单地把两球看成点电荷．带等量同号电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带等量异号电荷时，两球的电荷在距离较近处分布得多一些，可见带等量同号电荷时两球电荷中心间距离大于带等量异号电荷时电荷中心间距离，所以有F1<F2，故B项正确．答案：B7.如图所示，两个带电球，大球所带的电荷量大于小球所带的电荷量，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：两个带电体之间存在着排斥力，故两球带同号电荷，可能都带正电，也可能都带负电，故选项A、B都错；静电力遵循牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，故C项错，D项对．答案：D8.(多选)如图所示，两根绝缘丝线挂着两个质量相同的小球A、B，此时上、下丝线的受力分别为T A和T B；如果使A带正电，使B带负电，上、下丝线的受力分别为T A′和T B′，则下列关于T A′和T B′的关系判断正确的是()A ．T A ′＝T AB ．T A ′<T AC ．T A ′>T AD ．T B ′<T B解析：以A 、B 两球组成的整体为研究对象，无论是小球带电还是小球不带电，分析其受力情况并根据平衡条件可知：上方丝线的拉力大小总是等于下面两球的重力之和，但是以B 球为对象分析其受力情况可知，当A 、B 两球不带电时：T B ＝m B g ，当A 、B 球分别带正电和负电时：T B ′＝m B g －F ，故选项A 、D 正确．答案：AD9．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动( )A ．半径越大，加速度越大B ．半径越小，周期越大C ．半径越大，角速度越小D ．半径越小，线速度越小解析：由库仑定律可知静电力F ＝k Qe r 2，由牛顿第二定律可得F ＝ma ＝mr ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2＝mrω2＝m v 2r ，联立以上两式可知，选项C 正确． 答案：C10.两个大小相同的小球A 、B 带有同种电荷(可看作点电荷)，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与重垂线方向的夹角为α1和α2，且两球处于同一水平线上，如图所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是( )A ．q 1一定等于q 2B ．一定满足q 1m 1＝q 2m 2C ．m 1一定等于m 2D ．必须同时满足q 1＝q 2，m 1＝m 2解析：由于小球所处的状态是静止的，故用平衡条件去分析，以小球A 为研究对象，则小球A 受三个力F T 、F 、m 1g 作用，以水平和竖直方向建立直角坐标系，如右图所示，此时只需分解F T ，由平衡条件⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y 合＝0 得⎩⎨⎧F T sin α1－k q 1q 2r 2＝0F T cos α1－m 1g ＝0. 则tan α1＝kq 1q 2m 1gr 2. 同理，对m 2分析得tan α2＝kq 1q 2m 2gr 2.由于α1＝α2， 故tan α1＝tan α2，可得m 1＝m 2.可见，只要α1＝α2，不管q 1、q 2如何变化，m 1都等于m 2，故正确选项为C.答案：C。
人教版高中物理选修3-1电荷库仑定律(2)
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）作业2 电荷库仑定律(2)一、选择题(每小题5分，共50分)1.A 关于对元电荷的理解，下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷就是质子C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.元电荷是带电荷量最小的带电粒子 答案:C2.A 关于库仑定律的公式221rQ Q kF ，下列说法中正确的是( )A.当真空中两个电荷间距离r→∞时，它们间的静电力F→0B.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:AD3.A 要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( )A.每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B.保持点电荷的带电荷量不变，使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍C.使一个点电荷的带电荷量加倍，另一个点电荷电荷量保持不变，同时将两点电荷间的距离减小为原来的21 D.保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的21 答案:AD4.B 两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球a 和b ，分别带有等量异种电荷，被固定在绝缘水平面上，这时两球间静电引力的大小为F.现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球C 先与a 球接触，再与b 球接触后移去，则a 、b 两球间静电力大小变为( )A.F 21B.F 83C.F 41D.F 81答案:D5.B 如图所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A 、B ，上、下两根细线中的拉力分别是T A 、T B ，现在使A 、B 带同种电荷，此时上、下细线受力分别为T A ′、T B ′，则()A.T A ′=T A ，T B ′>T BB.T A ′=T A ，T B ′<T BC.T A ′<T A ，T B ′>T BD.T A ′>T A ，T B ′<T B答案:A6.B 两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘细线悬挂后，由于静电斥力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角а1和а2，且两球处于同一水平线上，如图所示，а1=а2，则下列关系正确的是()A.q 1一定等于q 2B.m 1一定等于m 2C.一定满足2211m qm q = D.一定同时满足q 1=q 2，m 1=m 2 答案:B7.B 固定的A 和B 两个点电荷都带正电，相距8cm 今将第三个点电荷C 放在A 与B 连线上，A 的内侧距A2cm 处，C 恰好处于静止状态,则必有( )A.C 应带正电，且31q q B A = B.C 应带负电，且91q q B A = C.C 带电可正可负，且91q q B A = D.C 带电可正可负，且31q q B A = 答案:C8.B 两个点电荷，电荷量分别为q A =4×10-9C ，q B =-9×10-9，两者固定于距离为20cm 的a 和b 两点上今有一个点电荷放在a 与b 连线上并处于静止不动，则该点电荷所处的位置是( ) A.距a 点外侧40cm 处 B.距a 点内侧8cm 处C.距b 点外侧20cm 处 D.无法确定答案:A9.B 在光滑且绝缘的水平面上，有两个金属小球A 、B ，它们用一绝缘的轻弹簧相连，如图所示在A 、B 带有等量同种电荷后，弹簧伸长x 1时小球平衡如果小球A 、B 带电荷量加倍，它们重新平衡时弹簧伸长为x 2，则x 1和x 2的关系为( )A.x 2=2x 1B.x 2=4x 1C.x 2<4x 1D.x 2>4x 1答案:C10.B 如图所示，墙壁上的Q 处有一固定的质点A ，在Q 上方P 点用绝缘丝线悬挂另一质量的小球B ，A 、B 带同种电荷后而使悬线与竖直方向成β角.由于漏电使带电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对P 点的拉力大小( )A.保持不变B.先变小后变大C.逐渐减小D.逐渐增大答案:A二、填空题(每空4分，共24分)11.B 两个相同的金属小球，带电荷量之比为1:7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力变为原来的______答案:71679或 12.B 光滑绝缘水平面上有两个带电小球A 、B ，相距为L ，A 球质量为m.A 、B 两球由静止开始释放，释放时，A 、B 的加速度分别为a 和4a ，经时间t ，B 的速度为v ，加速度为a ，则此时A 的速度为______，加速度为______.此过程中电场力做的功为______ 答案:2mv 325;a 41;v 41 13.C 真空中有两个点电荷，带电荷量分别为q 1=5×10-3，q 2=-2×10-2C ，它们相距15cm ，现引入第三个点电荷则它的带电荷量应为______，放在______位置才能使三个点电荷都处于静止状态 答案:-2×10-2C;在q 1,q 2的连线上，且在q 1的外侧15cm 处 三、计算题(每小题13分，共26分)14.B 如图所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A 等高，若B 的质量为g 330，则B 带电荷量是多少?(g 取10m/s 2)答案:如图所示，小球B 受三个力而平衡︒=∴mgtan30F 库①据库仑定律得22)hcot30(q k F ︒=库②由①②得C 100.1C 31010100.9331010330hcot30kmgtan30q 6293---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=︒•︒=15.C 两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成45°角，棒上各穿有一个质量为m 、带电荷量为Q 的相同小球，如图所示.现让两球同时从同一高度由静止开始下滑,则当两球相距多大时，小球的速度达到最大值?答案:如图所示，小球在三个力作用下先做加速度减小的变加速运动，当a=0时，速度达最大.此时，︒mgtan45F 库①由库仑定律得22rQ k F =库由①、②得 mgkQ r 2=。
人教版高中物理选修3-1第一章第2节库仑定律(含解析).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理库仑定律一课一练一、单项选择题1．关于库仑定律，下列说法中正确的是( )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F ＝kq 1q 2r 2，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，都是平方反比定律解析：选 D.点电荷是实际带电体的近似，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 错误；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 ＝kq 1q 2r 2不能用于计算此时的静电力，故选项B 错误；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 错误；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，都是平方反比定律，故选项D 正确．2．(2014·江苏淮安调研)A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )A ．－F /2B ．F /2C ．－FD ．F解析：选B.如图所示，设B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r ，则BC ＝2r ，根据库仑定律F ＝kQq r 2，F ′＝kQ ×2q (2r )2，可得F ′＝F 2，故选项B 正确．3.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( )A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2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 2l2.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 2l2.故选D.4．设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘( )A ．向星球下落B ．仍在原处悬浮C ．推向太空D ．无法判断解析：选B.设粉尘距球心为r ，粉尘质量为m ，星球质量为M ，粉尘电荷量为q ，星球电荷量为Q ，则有k Qq r 2＝G Mm r2.由等式可看出r 再大，等式仍成立，故选B.5．两个完全相同的金属球，带电荷量之比为1∶7，两球相距为r ，两者接触后再放回原位置，则它们之间的库仑力可能是原来的( )A.47或97B.37或167C.97或167D.47或167解析：选C.设原来所带电荷量分别为Q 和7Q ，则两球间的库仑力为F ＝7kQ2r2，若两球带同种电荷，则分开后带电荷量分别为4Q ，则F ′＝16kQ2r2，若两球带异种电荷，则分开后带电荷量分别为3Q ，则F ″＝9kQ2r 2.故选C.6.如图所示，完全相同的两个金属小球A 和B 带有等量电荷，系在一个轻质绝缘弹簧两端，放在光滑绝缘水平面上，由于电荷间的相互作用，弹簧比原来缩短了x 0.现将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 球接触一下，再与B 球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量变为( )A.14x 0B.18x 0 C ．大于18x 0 D ．小于18x 0解析：选D.因为原来弹簧处于压缩状态，A 、B 两球带的肯定是等量的异种电荷．将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 接触后，A 的电荷量将分一半给C ，当C 再与B 接触时，C 、B 的异种电荷先中和，然后B 、C 平分，这样B 带的电荷量将为原来的14.此时如果仅根据库仑定律F ＝k q A q B r 2得出库仑力变为原来的18，弹簧弹力也要减小为原来的18才能平衡，因而弹簧的压缩量将变为原来的18，将错选B.实际上，当弹簧压缩量减小后，长度变长；由于静电感应，库仑力将变大，综合考虑这些因素，弹簧弹力应小于原来的18才能平衡，故选D.7.中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－13e 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如图所示．在下面给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )解析：选B.电荷量为＋23e 的上夸克受另两个下夸克的吸引力，合力的方向一定竖直向下．对其中一个下夸克，受力情况如图所示，由于F 1的水平分力与F 2大小相等，方向相反，故F 1与F 2的合力竖直向上．故选B.8．(2014·浏阳一中高二检测)如图所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L ，在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q (视为点电荷)，在P 点平衡，若不计小球的重力，那么PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )A ．tan 2α＝Q 1Q 2B ．tan 2α＝Q 2Q 1C ．tan 3α＝Q 1Q 2D ．tan 3α＝Q 2Q 1解析：选D.带电小球q 在P 点平衡时，沿切线方向受力平衡，即F AP sin α＝F BP cos α根据库仑定律：F AP ＝k Q 1q (L cos α)2，F BP ＝k Q 2q(L sin α)2由以上两式可得D 项正确．故选D.☆9.(2014·无锡高二测试)如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，B 恰能保持静止．其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比应是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 解析：选 C.根据B 恰能保持静止可得：k q A q B L 21＝k qCqB L 22.A 做匀速圆周运动，k qAqBL 21－k qCq A (L 1＋L 2)2＝mA ω2L 1，C 做匀速圆周运动，k q C q B L 22－k q C q A (L 1＋L 2)2＝m C ω2L 2，联立解得A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确． ☆10.如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2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q 1∶q 2∶q 3为( )A ．－9∶4∶－36B ．9∶4∶36C ．－3∶2∶－6D ．3∶2∶6解析：选A.每个电荷都受到另外两个电荷对它的静电力的作用，其合力为零，这两个力必须满足的条件为：大小相等，方向相反．由分析可知：三者电性不可能相同，只能是如图所示两种情况．考虑q 2的平衡： 由r 12∶r 23＝1∶2 据库仑定律得q 3＝4q 1考虑q 1的平衡：由r 12∶r 13＝1∶3同理得：q 1∶q 2∶q 3＝1∶49∶4＝9∶4∶36考虑电性后应为－9∶4∶－36或9∶－4∶36.故选A. 二、非选择题11．如图甲所示，一条长为3L 的绝缘细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，求金属环所带电荷量是多少？某同学解答这道题的过程如下：设小环的电荷量为q ，则小环受到三个力的作用，拉力F T 、重力mg 和库仑力F ，受力分析如图乙所示．由受力平衡得，k q 2L 2＝mg tan 30°，q ＝3mgL23k.你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答． 解析：不正确；受力分析时漏掉了AB 段细线上的拉力．正确解答：小环A 的受力分析如图所示，受四个力作用，重力mg 、库仑力F 、细线上两个拉力F T ，则F T sin 60°＝mgF T cos 60°＋F T＝k q 2L2解得q ＝3mgL2k＝L3mg k.答案：不正确 正确解答见解析 ☆12.(2014·三明高二检测)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/s 2)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°＝h LL ＝htan 30°＝1033cm ＝10 3 cm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°＝30 3×10－3×10×33N ＝0.3 N.依据F ＝k q 1q 2r 2得：F ＝k Q 2L 2.解得Q ＝FL 2k ＝0.39×109×10 3×10－2 C ＝1.0×10－6C.答案：1.0×10－6C。
2019_2020学年高中物理课时作业(二)库仑定律(含解析)新人教版选修3_1
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．
所带的电荷量小．已知
用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )
三点，A 、B 处均固定着一正电荷，处的电荷向B 移近一些，力F 会(
两处各有一个正点电荷，若放入第三个点电荷用下三个点电荷都处于平衡状态，则点电荷C 的电性及位置是
如图所示，光滑绝缘的水平面上的P 点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是( )
解析：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．故选项．如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 的绝缘弹簧将，则有( )
＝1
4x 1
、C 位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形
＝1×10－6C ，A 电荷量为( )
电荷的库仑力大小相等，故：
9×109
－6－6
0.01
2
N ＝60°，故合力为：
3
如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 绕的距离分别是L 1和L 2，不计它们之间的万有引力，则k L 1＋L 2
2＝m k L 1＋L 2
2＝m ，选项C 正确．
二、多项选择题。
库仑定律-课时作业
2017-2018学年度人教版选修3-1 1.2库仑定律作业（1）1．如图所示，带电小球甲固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面上距甲一定距离有另一个带电小球乙，乙在桌面上运动，甲乙均视为质点。
某时刻乙的速度沿垂直于甲乙的连线方向，则A. 若甲乙带同种电荷，以后乙一定做速度变大的曲线运动B. 若甲乙带同种电荷，以后乙一定做加速度变大的曲线运动C. 若甲乙带异种电荷，以后乙可能做匀速圆周运动D. 若甲乙带异种电荷，以后乙可能做加速度和速度都变小的曲线运动2．如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是( )A. Q1、Q2的电荷量之比为r1r2B. Q1、Q2的电荷量之比为(r1r2) 2C. Q1、Q2的质量之比为(r2r1) 2D. Q1、Q2的质量之比为r2r13．在绝缘的光滑水平面上有两个同样的金属小球相距L，分别带有异号电荷。
现给两个小球大小相同、方向相反的初速度，此后两小球发生弹性碰撞并有电荷的充分转移，当两小球再次相距L时A. 两小球间电场力的大小一定比开始时大B. 两小球速度的大小一定比初速度大C. 两小球速度是否比初速度大取决于带电量情况D. 两小球的速度一定大小相等、方向相反4．电荷周围有电场，具有质量的物体周围有引力场，引力场与电场有很多相似之处。
例如点电荷Q的场强公式为E=k Qr2，质点(或球)m周围的引力场场强也可以用定义电场强度的方法得到g′=G mr2；负点电荷Q周围的电势为φ=−k Qr，质点(或球)m周围的引力场的引力势为p=−G mr，同样按照电场线的定义方式引力场周围也可以画出引力线。
设地球质量为M，半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A. 两个质量相等的星球周围的引力线分布如图乙所示B. 距地球表面高度R 处的引力场强度为g4C. 距地球表面高度R 处的引力场的引力势为−G m2RD. 如果不计空气阻力，从地球表面发射一颗质量为m ，轨道高度为R 的人造地球卫星，火箭需要提供的能量为3GMm 4R5．如图所示，劲度系数为k 0的轻弹簧一端固定于悬点O ，另一端悬挂一个质量为m 的小球a ，小球a 静止时处于空中A 点．在悬点O 处固定一带电量为–q （q >0）小球b （未画出），弹簧与小球a 、b 彼此绝缘．某时刻，用某种方式让小球a 带上电量+q ，小球a 由静止开始向上运动，当a 、b 球间的电场力为a 球重力的两倍时，小球a 的速度达到最大值v ，此时小球a 处于空中B 点．两带电小球均看作点电荷，静电力常数为k ，重力加速度为g ，不计空气阻力．则A. 弹簧的原长为q √k2mg +mg k 0B. A 、B 两点间的距离为3mg k 0C. A 、B 两点间的电势差U AB =mv 22q−2m 2g 2qk 0D. 小球a 从A 点到B 点机械能的变化量为mv 22+2m 2g 2k 06．如图所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L .在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为＋q 的小球(视为点电荷)，在P 点平衡．不计小球的重力，那么，PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系应满足( )A.B.C.D.7．真空中两个点电荷相距r时，静电力为F;如果将它们其中一个的电荷量减半，同时将距离增大为2r时，则静电力将变为A. F8B. F C. 2F D. F48．两个完全相同的金属小球（可视为点电荷），分别带有+3Q和-Q的电量，当它们相距r时，它们之间的库仑力是F。
物理同步人教选修3-1全国通用版课时训练2库仑定律.docx
课时训练2库仑定律题组一点电荷1.(多选)关于点电荷,下列说法中正确的是()A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B.点电荷是一种理想模型C.点电荷的最小带电荷量等于元电荷D.球形带电体都可以看作点电荷解析:点电荷是一种物理模型,实际中并不存在,B对;一个带电体能否看成点电荷,不是看它的大小和形状,而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,若可以忽略不计,则它就可以看作点电荷,否则就不能看作点电荷,A、D错;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,C对。
答案:BC题组二库仑定律的适用条件2.(多选)关于库仑定律的公式F=k,下列说法中正确的是()A.当真空中两个电荷间的距离r→∞时,它们间的静电力F→0B.当真空中两个电荷间的距离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,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用了解析:库仑定律的公式适用于真空中的点电荷,当r→∞时,它们间的静电力F→0;当两电荷间的距离r→0时,电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式就不适用了。
故选项A、D正确。
答案:AD3.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的库仑力大小为()A.F=B.F>C.F<D.无法确定解析:因为两球心距离不比球的半径大很多,所以不能看成点电荷,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,如图甲所示,距离大于3R;当q1、q2是异种电荷时,相互吸引,如图乙所示,距离小于3R。
所以库仑力可能小于k,也可能大于k,D正确。
答案:D题组三库仑定律的应用4.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到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.不能确定解析:两个点电荷间的作用力具有独立性,不会因为其他电荷的存在而变化,故C正确。
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
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12 D ．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. 32FB. 12FC.2FF 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.两球一定带同种电荷B.1q 一定大于2qC.1m 一定等于2mD.两球所受库仑力一定大小相等7、如图所示,完全相同的金属小球A 和B 带有等量异种电荷,中间连有一轻质绝缘弹簧,放在光滑的水平面上,平衡时弹簧的压缩量为0x ,现将不带电的与A B 、完全相同的另一个小球C 与A 接触一下,然后拿走C ,待A B 、重新平衡后弹簧的压缩量为x ,则( )A.02x x =B.02x x >C.02x x <D.0x x =8、两个半径相同的金属小球(可视为点电荷),带电荷量之比为1:7,相距为r ,两者相互接触后,再放回原来的位置上,则相互作用力可能是原来的( )A.47 B. 37C. 97D. 1679、如图所示,用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球(均可视为点电荷)连接后悬挂在空中。
人教版高中物理选修3-1第一章第二节库仑定律同步习题(附详解答案).docx
高中物理学习材料桑水制作第一章 第二节 库仑定律 同步习题（附详解答案）夯实基础1.关于点电荷，下列说法中正确的是( )A ．体积小的带电体B ．球形带电体C ．带电少的带电体D ．大小和形状对作用力影响可忽略的带电体 答案：D解析：点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究离它很远的电荷间的作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体情况而定．2．关于对库仑定律的理解和应用，以下说法中正确的是( )A ．两个点电荷的电荷量分别为q 1和q 2，它们之间的距离为r ，则当两个点电荷带同种电荷时，它们之间的库仑力F <kq 1q 2r 2，带异种电荷时F >k q 1q 2r 2B ．两个点电荷的电荷量分别是q 1和q 2，相距为r ，在它们之间放一厚度略小于r 的玻璃板，则它们之间的库仑力为F ＝k q 1q 2r2C ．真空中一个固定的点电荷A ，电荷量为q 1，另有一个电荷量为q 2的点电荷B 以A 为圆心，做半径为r 的匀速圆周运动，则它们之间的库仑力为F ＝k q 1q 2r2D ．根据F ＝k q 1q 2r2知，当两个带电体相距很近时，r 0，它们之间的库仑力会无穷大答案：C解析：用库仑定律计算两个点电荷间的作用力时，不论是引力还是斥力，都是适用的，所以A 错误；库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，中间隔有玻璃板(绝缘体)时，公式F ＝kq 1q 2r 2不再适用了，所以B 错误；D 选项中，r 很小时，两个带电体已不能视为点电荷了，这时公式不再适用，所以D 错误．3．下列各图中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( )答案：AD解析：四图中A 球受力满足三力平衡的有A 、D ，故A 、D 正确．4．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 的静电的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4 答案：B解析：据“同电相斥、异电相吸”规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑b 的带电荷量大于a 的带电荷量，故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．5．(2009·河南宝丰一中高二检测)真空中有两个相同的带电金属小球A 和B ，相距为r ，带电量分别为q 和8q ，它们之间作用力的大小为F ，有一个不带电的金属球C ，大小跟A 、B 相同，用C 跟A 、B 两小球反复接触后移开，此时，A 、B 间的作用力大小为( )A ．F /8B ．3F /8C ．7F /8D ．9F /8 答案：D6．将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上，从静止开始释放，那么下列叙述中正确的是(忽略万有引力)( )A ．它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同B ．它们的加速度可能为零C ．它们的加速度方向一定相反D ．它们的加速度大小一定越来越小 答案：C7．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 ，则电子绕核运动的周期为______．答案：2πe mr 3k解析：电子绕氢核做匀速圆周运动，电子与原子核间的库仑力提供向心力，k e 2r 2＝m 4π2T2r ，可得T ＝2πe mr 3k.8．已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为23e ，下夸克带电为－13e ，e 为电子所带电荷量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离为l ，l ＝1.5×10－15m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)．答案：46N为斥力；23N为引力解析：质子带电为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为F1＝k23e×23el2＝49ke2l2代入数值，得F1＝46N，为斥力．上夸克与下夸克之间的静电力为F2＝k13e×23el2＝29ke2l2代入数值，得F2＝23N，为引力．9．(2009·盐城高二检测)如图所示，两个带等量异种电荷的小球，质量均为2g，各用L＝5.1cm长的绝缘细线吊住，细线质量不计，小球可看成质点，悬点OO′相距d＝4cm.平衡时，球各偏离竖直方向L′＝1cm，则每个小球的电荷量为多少？(g取10m/s2)答案：1.33×10－8C －1.33×10－8C解析：以带负电小球为研究对象，受力如图，由库仑定律得，静电力F＝kq2r2.此时r＝d－2L′＝(4－2×1)cm＝2cm设悬线与竖直方向夹角为α，则有F＝mg tanαtanα＝L′L2－L′2＝15.12－1＝15解得q＝1.33×10－8C.1.设某星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1000km的地方，又若将同样的电子粉尘带到距星球表面2000km的地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘( ) A．向星球下落B．仍在原处悬浮C．推向太空D．无法判断答案：B解析：设粉尘距球心为r，粉尘质量为m，星球质量为M，粉尘电量为q，星球电量为Q，则有KQqr2＝GMmr2由等式可看出r再大，等式仍成立，故选B.2．如图所示，用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相同，当它们带上等量同种点电荷时，相距r1而平衡．若使它们的电量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间的距离将( )A ．大于r 1/2B ．等于r 1/2C ．小于r 1/2D ．不能确定答案：A解析：设两小球带电量均为Q ，当小球相距r 1时，所受静电力大小为k Q 2r 21，此时两悬线夹角为2θ1.根据两小球处于平衡状态，则有k Q 2r 21＝mg tg θ1 当两小球带电量都减半时，重新达到平衡，两悬线夹角减小，设此时两悬线夹角为2θ2.两小球相距为r 2，则有k Q 24r 22＝mg tg θ2 由于θ1>θ2，则k Q 2r 21>k Q 24r 22r 21<4r 22 得r 2>r 123．如图所示，完全相同的金属小球A 和B 带有等量电荷，系在一个轻质绝缘弹簧两端，放在光滑绝缘水平面上，由于电荷间的相互作用，弹簧比原来缩短了x 0，现将不带电的与A 、B 完全相同的金属球C 先与A 球接触一下，再与B 球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量变为( )A.14x 0B.18x 0 C ．大于18x 0 D ．小于18x 0答案：D解析：因为原来弹簧处于压缩状态，A 、B 两球带的肯定是等量异种电荷．将不带电的与A 、B 完全相同的金属球C 先与A 接触后，A 的电荷量将分一半给C ，当C 再与B 接触时，C 、B 的异种电荷先中和，然后B 、C 再平分，这样B 带的电荷量将为原来的14.此时如果仅根据库仑定律F ＝k q A q B r 2，得出库仑力变为原来的18，弹簧弹力也要减小为原来的18才能平衡，因而弹簧压缩量将变为原来的18，将错选为B ，实际上，当弹簧压缩量减小后，长度变大，库仑力还将减小，综合考虑这些因素，弹簧弹力应小于原来的18才能平衡，因而正确选项为D.4．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ，则两球静止于图示位置，如果将小球B 向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比( )A ．推力F 将增大B ．竖直墙面对小球A 的弹力减小C ．地面对小球B 的弹力一定不变D ．两个小球之间的距离增大 答案：BCD解析：由整体法可知地面对B 的支持力不变，C 正确；对A 进行受力分析可知，墙对球A 的弹力减小，A 、B 之间的库仑力减小所以B 、D 正确．5．一半径为R 的绝缘球壳上均匀的带有电量为＋Q 的电荷，另一电量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r (r ≪R )的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为______(已知静电力常量为k )，方向______．答案：k Qqr 24R4；由球心指向小孔中心解析：绝缘球壳电荷的面密度为：σ＝Q4πR2 球壳上挖去半径为r 的小圆孔，去掉的电量为q ′，则：q ′＝σπr 2＝Qr 24R2与球心O 对称位置相应电荷对球心电荷的库仑力大小为F ＝k qq ′R 2＝k Qqr 24R4是斥力，方向由球心指向小孔中心．6．如图所示，在竖直放置的半径为R 的光滑绝缘细管的圆心O 处放一点电荷，将质量m ，带电量为＋q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷带________电，带电量Q ＝________.答案：负；3mgR2kq7．(2009·长沙市一中高二检测)把质量2g 的带负电小球A ，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q ＝4.0×10－6C 的带电球B 靠近A ，当两个带电小球在同一高度相距30cm 时，绳与竖直方向成α＝45°角．试求：(1)B 球受到的库仑力多大？ (2)A 球带电荷量是多少？答案：(1)2×10－2N (2)5.0×10－8C解析：(1)带负电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F ′、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，其合力为零．因此mg －T cos α＝0①F ′－T sin α＝0②②÷①得F ′＝mg tan α＝2×10－3×10×1N ＝2×10－2N. 根据牛顿第三定律有 F ＝F ′＝2×10－2N ， (2)根据库仑定律F ′＝k qQ r2∴q ＝F ′r 2kQ ＝2×10－2×(0.3)29×109×4.0×10－6C ＝5.0×10－8C.8．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m ，电量均为＋Q 的物体A 和B (A 、B均可视为质点)，它们间的距离为r ，与平面间的动摩擦因数均为μ.求：(1)A 受的摩擦力为多大？(2)如果将A 的电量增至＋4Q ，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A 、B 各运动了多远距离？答案：(1)k Q 2r 2；(2)均为s ＝kQ 2μmg －r2. 解析：(1)由平衡条件可知A 受的摩擦力F f ＝F ＝k Q 2r2(2)当a ＝0时，设A 、B 间距离为r ′，根据牛顿定律：k 4Q 2r ′2＝μmg ，得到r ′＝4kQ2μmg由题意可知：A 、B 运动的距离均为s ＝r ′－r2故s ＝kQ 2μmg －r2.。
人教版高中物理选修3-1作业：1-2库仑定律(含答案)
课后作业45分钟限时：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 Q 1Q 2r 2可以得出．答案：C3. (2018·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kqnqr 2＝F ，接触后，2球带电荷量为n2q,1球带电荷量为＋4q ，由库仑定律有＋2k8r2＝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·r2/Q1Q2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F 2.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 ．2F B.12F C.F 4D ．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 gtan30°＝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 ＝mgtan θ. 因为F ＝k Q2θ2，所以Q ＝2Rsin θmgtan θk. 答案：mgtan θ；2Rsin θmgtan 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5.0×103kg 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，2Tcos θ＝mg.同样再对左面气球受力分析，如图乙所示，知F ＝Tsin θ，而F ＝k Q 2r，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：q 1＋q2＝3×10－8C＝a ①，根据库仑定律：q1q2＝r2kF＝－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＝a ①；q1q2＝1×10－15C2＝b ②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)．。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.2库仑定律 同步课时作业
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业（2）库仑定律1.关于库仑定律，下列说法中正确的是( )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122q q F kr ,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1q 的电荷量大于2q 的电荷量，则1q 对2q 的静电力大于2q 对1q 的静电力 D ．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律2.如图所示,半径相同的两个金属球A B 、带有等量的电荷,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小为F .今让第三个不带电的相同金属球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为( )A.8FB.4FC.38F D.34F 3.如图所示，MN 是点电荷电场中的一条直线，a b 、是直线上两点，已知直线上 a 点的场强最大，大小为E b ,点场强大小为12E ，已知a b 、间的距离为 L ，静电力常量为 k ，则场源电荷的电量为（ ）A.22ELB.2EL kC.22EL kD.22EL k4.如图所示,三个点电荷123q q q 、、固定在一条直线上,2q 与3q 间距离为1q 与2q 间距离的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为( )A.9:1:9B.9:4:36C.3:2:9D.3:2:65.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1F 。
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2F ，则1F 与2F 之比为( ) A ．2:1B ．4:1C ．16:1D ．60:16.两相同带电小球,带有等量的同种电荷,用等长的绝缘细线悬挂于O 点,如图所示。
平衡时,两小球相距r ,两小球的直径比r 小得多,若将两小球的电荷量同时各减少一半,当它们重新平衡时,两小球间的距离( )A.大于r/2B.等于r/2C.小于r/2D.无法确定7.如图,三个固定的带电小球a b 、和c ,相互间的距离分别为5cm,3cm,4cm ab bc ca ===。
高中物理选修3-1课时作业2：1.3习题课：库仑定律 电场强度
学案4 习题课：库仑定律 电场强度题组一 库仑定律的应用1．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置，则相互作用力可能为原来的 ( ) A ．47 B ．37C ．97D ．167[答案] CD[解析] 设两小球的带电荷量大小分别为q 与7q ，则由库仑定律可知原来相距r 时的相互作用力F ＝k q ·7q r 2＝k 7q 2r 2，由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平分且平均分布，每球带电荷量为q ＋7q2＝4q ，放回原处后的相互作用力为F 1＝k 4q ·4q r 2＝k 16q 2r 2，故F 1F ＝167，D 正确．(2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为7q －q2＝3q ，放回原处后的相互作用力为F 2＝k 3q ·3q r 2＝k 9q 2r 2，故F 2F ＝97，C 正确．2．q 1、q 2为真空中的两个点电荷，设它们之间相互作用力的大小为F ，关于F 可以写出三个表达式，一个是F ＝kq 1q 2r 2，另一个是F ＝q 2·kq 1r 2，再有一个是F ＝q 1·kq 2r 2.关于这三个表达式，下列说法中正确的是 ( ) A ．前两种表达的形式不同，但采用的物理观点相同 B ．前两种表达的形式不同，采用的物理观点也不同 C ．后两种表达采用的物理观点相同，表达的内容也完全相同 D ．后两种表达采用的物理观点不同，但表达的内容完全相同 [答案] B[解析] 表达式F ＝kq 1q 2r 2表示的意思是真空中的两个点电荷之间相互作用的库仑力大小跟它们所带电荷量的乘积q 1q 2及它们之间距离的平方r 2之间的关系，而表达式F ＝q 2·kq 1r 2则表示点电荷q 1在真空中产生的电场对点电荷q 2的作用力大小，其中kq 1r 2就是点电荷q 1在真空中q 2位置处产生的电场的场强，同理，表达式F ＝q 1·kq 2r 2则表示点电荷q 2在真空中产生的电场对点电荷q 1的作用力大小，其中kq 2r 2就是点电荷q 2在真空中q 1位置处产生的电场的场强．综上所述，正确选项为B.3． 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，此时球1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变．由此可知 ( ) A ．n ＝3 B ．n ＝4 C ．n ＝5 D ．n ＝6 [答案] D[解析] 由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷．由库仑定律F ＝kq 1q 2r 2知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比．又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有q ×nq ＝nq2×q ＋nq 22，解得n ＝6，D正确．4．如图1所示，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为____________________，方向________．(静电力常量为k )图1[答案] k qd2 水平向左[解析] a 点处的场强由两部分组成：一是点电荷在a 处的场强，大小为E ＝k qd 2，方向水平向左；二是带电薄板在a 处的场强．由题知，这两个场强的合场强为零，所以薄板在a处的场强大小为E a＝k qd2，方向水平向右．根据对称性可知，薄板在b处的场强为E b＝k qd2，方向水平向左．5．半径为R、相距较近的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同号电荷Q时它们之间的静电力为F1，两球带等量异号电荷Q与－Q时静电力为F2，则()A．F1>F2B．F1<F2C．F1＝F2D．不能确定[答案] B[解析]因为两个金属球较大，相距较近，电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀，故不能简单地把两球看成点电荷．带等量同号电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带等量异号电荷时，两球的电荷在距离较近处分布得多一些，可见带等量同号电荷时两球电荷中心间距离大于带等量异号电荷时电荷中心间距离，所以有F1<F2故B项正确．题组二场强及场强矢量的叠加6．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电荷量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图2所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q ()图2A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝－q[答案] C[解析]根据平行四边形定则，求出＋q和－q在O点产生的合场强，大小等于其中一个点电荷在O点产生的场强的大小，方向水平向右，要使圆心处的电场强度为零，可在C点放一个电荷量Q＝－q的点电荷，C选项正确．7．如图3所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()图3A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3 [答案] B[解析] 本题考查电场强度的矢量合成. 依题意，每个点电荷在O 点产生的场强为E 12，则当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点场强如图所示，合场强大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，B 正确．题组三 电场线与运动轨迹的综合分析8． 某静电场中的电场线如图4中实线所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M 运动到N ，以下说法正确的是 ( )图4A ．粒子必定带正电荷B ．粒子必定带负电荷C ．粒子在M 点的加速度大于它在N 点的加速度D ．粒子在M 点的加速度小于它在N 点的加速度 [答案] D9． 一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图5中虚线所示，电场线如图中实线所示，不计粒子所受重力，则 ( )图5A ．粒子带正电荷B．粒子加速度逐渐减小C．粒子在A点的速度大于在B点的速度D．粒子的初速度不为零[答案]BCD[解析]带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧，知静电力方向向左，粒子带负电荷．根据E A＞E B，知B项正确；粒子从A运动到B受到的静电力为阻力，C项正确；由于电场线为直线且轨迹为曲线，故粒子在A点速度不为零，D正确．题组四电场中的动力学问题10. 如图6所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，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()图6A．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的少D．a的电荷量一定比b的多[答案]AD[解析]若三个点电荷均处于平衡状态，三个点电荷必须满足“三点共线，两同夹异，两大夹小”，所以选项A、D正确．11．下列各组共线的三个自由电荷，可以平衡的是() A．4Q4Q4Q B．4Q－5Q3QC．9Q－4Q36Q D．－4Q2Q－3Q[答案] C[解析]由“两同夹异”排除A项，由“两大夹小”排除B项，由三自由点电荷共线平衡电荷量的关系|Q外1Q外2|＝|Q内Q外1|＋|Q内Q外2|可判断[答案]D错，C正确．12．如图7所示，可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A 静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为()图7A ．2B ．3C ．4D ．5 [答案] AC[解析] 小物体A 必定受到重力和B 对它的库仑力，这两个力方向相反，若两者恰好相等，则A 只受这两个力作用．若向上的库仑力小于A 的重力，则A 还将受到斜面的支持力，这三个力不能平衡，用假设法可得A 必定还受到斜面的静摩擦力，所以A 受到的力可能是2个，也可能是4个，选A 、C.13．如图8所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ，A 带电荷量＋Q ，B 带电荷量－9Q .现引入第三个点电荷C ，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：C 应带什么性质的电荷？应放于何处？所带电荷量为多少？图8[答案] 负电 A 的左边0.2 m 处 －94Q[解析] 根据平衡条件判断，C 应带负电荷，放在A 的左边且和AB 在一条直线上．设C 带电荷量为q ，与A 点相距为x ，由平衡条件：以A 为研究对象，则k qQ A x 2＝k Q A Q Br 2①以C 为研究对象，则k qQ A x 2＝k qQ B(r ＋x )2②联立①②解得x ＝12r ＝0.2 m ，q ＝－94Q故C 应带负电荷，放在A 的左边0.2 m 处，带电荷量为－94Q .14．如图9所示，A 、B 两小球用绝缘细线悬挂在支架上，A 球带2×10－3 C 的正电荷，B 球带等量的负电荷，两悬点相距3 cm ，在外加水平匀强电场作用下，两球都在各自悬点正下方处于平衡状态，则该场强大小是多少？(两球可视为点电荷)图9[答案] 2×1010 N/C[解析] 小球在水平方向受匀强电场的电场力和库仑力作用处于平衡状态，所以两个力的合力为零．小球A 、B 的受力情况相似，只分析A 球受力即可，要使悬线处于竖直状态，必须有qE ＝k q 2r2，即该场强的大小是： E ＝kq r 2＝9×109×2×10－3(3×10－2)2 N /C ＝2×1010 N/C. 15．如图10所示，光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量均为m ，间距均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q .现对C 施加一水平向右的力F 的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r 不变，求： (1)C 球的电性和电荷量； (2)水平力F 的大小．图10[答案] (1)负电 2q (2)33k q 2r2[解析] (1)A 球受到B 球库仑力F 1和C 球库仑力F 2后，产生水平向右的加速度，故F 2必为引力，C 球带负电．A 球受力如图所示，故F 2sin 30°＝F 1，即F 2＝2F 1， 故q C ＝2q .(2)由牛顿第二定律，对A 球： a ＝3F 1m ＝ 3 kq 2mr 2对系统整体：F ＝3ma ， 故F ＝33k q 2r 2。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章 静电场 库仑定律一、选择题1.关于点电荷的说法正确的是( ) A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19 C B.实际存在的电荷都是点电荷 C.点电荷是理想化的物理模型 D.大的带电体不能看成点电荷2.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 3.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )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F=kq 1q 2r 2,当两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,都是平方反比定律4.真空中有两个静止的点电荷q 1、q 2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍5.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∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶16.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力( ) A.无法确定 B.等于kQ 1Q 2(3r)2C.大于kQ 1Q 2(3r)2D.小于kQ 1Q 2(3r)27.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间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.F8B.F4C.3F8D.3F48.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。
人教版高中物理选修3-1作业：1-2 库仑定律
课后作业45分钟一、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：2．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＝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，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＝3 B．n＝4C．n＝5 D．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＝F，接触后，2球带电荷量为q,1球带电荷量为q，由库仑定律有＝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4 FC．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＝，若Q1、Q2不变，而r变为原来的两倍时，则F 要变为原来的，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·r21Q2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1m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 2(向右为正)；若释放c球，c球的初始加速度为－3 2，当释放b球时，b球的初始加速度为( )图8A．4 2B．－1 2C．－4 2D．1 2解析：对a：＋＝.①对c：＋＝，②因为＝－，所以①＋②得：＋＝－(＋)＝m(＋)．又＋＝，所以＝－m(＋)，所以＝－(＋)＝－(－1－3)2＝4 2.即b球的初始加速度大小为4 2，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，′为过圆盘的圆心O的直线，且′与圆盘面垂直，在′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＝＝R，如图11所示，则F′等于( )A．2F FD．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2g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 )图13解析：对A球受力分析如图13，则F＝30°＝0.012 N，因为F＝，所以＝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)．∠＝∠＝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＝θ.因为F＝，所以Q＝2θ.答案：θ；2θ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的重物后就漂浮着，求每个气球的带电量．(g取10 )．解：先对重物受力分析，求出细线的拉力，如图17甲所示，2θ＝.同样再对左面气球受力分析，如图乙所示，知F＝θ，而F＝，最后可得Q≈8.7×10－4C.图1712．“真空中两个静止点电荷相距10 ，它们之间的相互作用力大小为9×10－4N，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＝F＝×9×10－4C2＝1×10－15C2＝b，将q2＝1代入①式得：－1＋b＝0，解得q1＝(a±)＝(3×10－8±)，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：－1－b＝0，由此代入数据解得：q1＝5×10－8C，q2＝2×10－8C(q1、q2异号)．。
2018-2019学年人教版选修3-1 第一章 2库仑定律 课时作业
2 库仑定律1．如图6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6A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2答案 D解析 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.故选D.2．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则小球间库仑力的大小变为( ) A.112F B.34F C.43F D ．12F答案 C解析 因为相同的两带电金属小球接触后，它们的电荷量先中和后均分，所以接触后两小球带电荷量均为Q ′＝－Q ＋3Q 2＝Q ，由库仑定律得：接触前F ＝k 3Q 2r 2，接触后F ′＝k Q ′2(r 2)2＝k 4Q 2r 2.联立得F ′＝43F ，故选C. 3. 如图7所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°.则q 2q 1为( )图7A ．2B ．3C ．2 3D ．3 3 答案 C解析 由A 的受力分析图可得F ＝mg tan θ，由库仑定律得F ＝kq A q Br 2，式中r ＝l sin θ(l 为绳长)，由以上三式可解得q B ＝mgl 2sin 2θtan θkq A ，因q A 不变，则q 2q 1＝sin 2 45°tan 45°sin 2 30°tan 30°＝2 3.一、选择题(每小题给出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1．如图1所示，一带正电的物体位于O 处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在P 1、P 2、P 3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．则下面关于此实验得出的结论中正确的是( )图1A．电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关B．电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关C．电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关D．电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关答案 A解析在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力大小和电性、电荷量的关系，故B、C、D错误，A正确．2．物理学引入“点电荷”概念，从科学方法上来说是属于()A．控制变量的方法B．观察实验的方法C．建立物理模型的方法D．等效替代的方法答案 C解析点电荷的概念和质点的概念相同，都是应用了理想化模型的方法，故选项C正确．3．下列关于点电荷的说法正确的是()A．任何带电体都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷B．球状带电体一定可以看成点电荷C．点电荷就是元电荷D．一个带电体能否看成点电荷应由具体情况而定答案 D解析一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此D正确，A、B错误；元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以C错．4．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加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，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14答案 A解析 根据库仑定律F ＝k q 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．同理可求得B 、C 、D 中F 均不满足条件，故B 、C 、D 错误．5．真空中有两个带同种电荷的导体球，其半径均为0.2r ，电荷量均为Q ，两球球心间的距离为r ，则两带电导体球之间相互作用的静电力大小为( ) A ．等于k Q 2r 2B ．小于k Q 2r 2C ．大于k Q 2r 2D ．不能确定答案 B解析 两球带同种电荷，当两球球心间距为r 时，两球不能看成点电荷，由于库仑斥力，电荷分别向两侧集中，电荷中心间的距离大于r ，所以库仑力小于k Q 2r2，故选B.6．两个相同的金属小球(可看做点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力是原来的( ) A ．7 B.37 C.97 D.167 答案 D解析 若两球原来带电Q 和7Q ，接触分开后电荷量均为4Q ，根据库仑定律的公式F ＝k q 1q 2r 2，它们间的库仑力是原来的167，故D 正确．7．如图2所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( )图2A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点答案 C解析小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上．可知小球b带负电、放在C点或小球b带正电、放在A点可使a受合力为零，故选C.8．如图3所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，原来两球不带电时，上、下两根细线的拉力为F A、F B，现在的两球带上同种电荷后，上、下两根细线的拉力分别为F A′、F B′，则()图3A．F A＝F A′，F B＞F B′B．F A＝F A′，F B＜F B′C．F A＜F A′，F B＞F B′D．F A＞F A′，F B＞F B′答案 B解析将小球A、B与两球间的连线看做一个整体，所以无论小球是否带电对这个整体不产生影响，所以F A＝F A′；而小球B带电后既受重力又受小球A对它的斥力，所以，F B′＞F B.故选B.9．如图4所示，在一条直线上的三点分别放置Q A＝＋3×10－9C、Q B＝－4×10－9C、Q C＝＋3×10－9 C的A、B、C点电荷，则作用在点电荷A上的作用力的大小为()图4A．9.9×10－4 N B．9.9×10－3 NC．1.17×10－4 N D．2.7×10－4 N答案 A解析 点电荷A 同时受到B 和C 的库仑力作用，因此作用在A 上的力应为两库仑力的合力．可先根据库仑定律分别求出B 、C 对A 的库仑力，再求合力． A 受到B 、C 电荷的库仑力如图所示，根据库仑定律有F BA ＝kQ B Q A r 2BA ＝9×109×4×10－9×3×10－90.012N ＝1.08×10－3 N F CA ＝kQ C Q A r 2CA ＝9×109×3×10－9×3×10－90.032N ＝9×10－5 N 规定沿这条直线由A 指向C 为正方向，则点电荷A 受到的合力大小为 F A ＝F BA －F CA ＝(1.08×10－3－9×10－5) N ＝9.9×10－4 N ．故选项A 正确．10. (2015·浙江选考科目试题)如图5所示，一质量为m 、电荷量为Q 的小球A 系在长为L 的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q 的小球B 位于悬挂点的正下方(A 、B 均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A 、B 静止于同一高度．已知重力加速度为g ，静电力常量为k ，则两球间的静电力为( )图5A.4kQ 2L 2B.kQ 2L 2 C ．mg D.3mg答案 A解析 本题计算A 、B 两球间的静电力可以从两个方面考虑：一是根据库仑定律计算；二是根据平衡条件计算．A 、B 两球之间的距离r ＝L sin 30°＝L 2，所以根据库仑定律，两球间的静电力为F ＝k Q 2r 2＝k 4Q 2L2.故选项A 正确．由于A 球处于静止状态，分析A 球受力如图所示 由共点力平衡得F T cos 30°＝mg F T sin 30°＝F 解得F ＝mg tan 30°＝33mg . 所以，选项C 、D 均错． 二、非选择题11．如图6所示，把质量为0.2 g 的带电小球A 用丝线吊起，若将带电荷量为＋4×10－8 C 的小球B 靠近它，当两小球在同一高度且相距3 cm 时，丝线与竖直方向夹角为45°.g 取10 m/s 2，则：图6(1)此时小球B 受到的库仑力F 的大小为多少？ (2)小球A 带何种电荷？(3)小球A 所带电荷量大小是多少？答案 (1)2×10－3 N (2)负电荷 (3)5×10－9 C解析 (1)根据题给条件，可知小球A 处于平衡状态，分析小球A 受力情况如图所示．则F ＝mg tan 45°＝0.2×10－3×10×1 N ＝2×10－3 N.小球B 受到的库仑力与小球A 受到的库仑力为作用力和反作用力，所以小球B 受到的库仑力大小为2×10－3 N.(2)小球A 与小球B 相互吸引，小球B 带正电，故小球A 带负电．(3)题中小球A 、B 都视为点电荷，它们之间的作用力大小F ＝k q A ·q Br2＝mg tan 45°，所以q A ＝2×10－3×(3×10－2)29.0×109×4×10－8C ＝5×10－9 C. 12．如图7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/s 2)图7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°＝h LL ＝htan 30°＝1033 cm ＝10 3 cm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°＝303×10－3×10×33N ＝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)2 C ＝1.0×10－6 C.。
2019-2020年高中物理 第1章 2库仑定律课时作业(含解析)新人教版选修3-1
2019-2020年高中物理 第1章 2库仑定律课时作业（含解析）新人教版选修3-11．A 、B 两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移到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【解析】 两个点电荷之间的作用力不因第三个电荷的存在而改变． 【答案】 C2．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【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，kq 1q 2R ＋h2＝Gm 1m 2R ＋h2，得kq 1q 2＝Gm 1m 2；当离星球表面2h 高度时，所受合力F ＝kq 1q 2R ＋2h2－Gm 1m 2R ＋2h2.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．【答案】 C3．真空中有甲、乙两个点电荷，当它们相距r 时，它们间的静电力为F .若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的13，两者间的距离变为2r ，则它们之间的静电力变为( )A ．3F /8B ．F /6C ．8F /3D ．2F /3【解析】 由库仑定律有：F ＝kQ 甲Q 乙r 2，F ′＝k Q 甲′Q 乙′r ′2其中：Q 甲′＝2Q 甲，Q 乙′＝13Q 乙，r ′＝2r可解得：F ′＝16F .【答案】 B4．(多选)如图1－2－10所示，可视为点电荷的小物体A 、B 分别带负电和正电，B 固定，图1－2－10其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为( )A．A可能受2个力作用B．A可能受3个力作用C．A可能受4个力作用D．A可能受5个力作用【解析】小物体A必定受到两个力作用，即重力和B对它的库仑力，这两个力方向相反，若两者恰好相等，则A应只受这两个力作用．若向上的库仑力小于A的重力，则A还将受到斜面的支持力，这三个力不能平衡，用假设法可得A必定受到斜面的静摩擦力，所以A 受到的力可能是2个，也可能是4个，选A、C.【答案】AC5．如图1－2－11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( )图1－2－11A．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】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．【答案】 C6．如图1－2－12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( )图1－2－12A．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′【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.【答案】 D7．如图1－2－13所示，可视为点电荷的半径相同的两个金属球A 、B ，带有等量异号电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互作用力大小为F ，今用一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大小是()图1－2－13A.18F B.14F C.38F D.34F 【解析】 由于A 、B 带等量异号电荷，设电荷量都为q ，所以两球间的相互吸引力F＝k q 2r 2，当C 球与A 球接触后，A 、C 两球的电荷量均为q 1＝q2，当B 、C 两球接触后，B 、C 两球的带电荷量均为q 2＝q －q 22＝q 4，此时A 、B 两球间相互作用力的大小为F ′＝k q 2·q4r 2＝k q 28r2＝F8，故A 正确． 【答案】 A8．如图1－2－14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( )图1－2－14A ．－Q ，在A 左侧距A 为L 处B ．－2Q ，在A 左侧距A 为L2处C ．－4Q ，在B 右侧距B 为L 处D ．＋2Q ，在A 右侧距A 为3L2处【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k4Q2L2＝kQ C Q r 2BC ，由F AC ＝F BC ，得k 4QQ Cr BC ＋L2＝kQQ Cr 2BC，解得：r BC ＝L ，Q C ＝4Q . 【答案】 C[超越自我·提升练]9．一个内表面光滑的半球形碗放在水平桌面上，碗口处于水平状态，O 是球心．有两个带同种电荷且质量分别为m 1和m 2可视为质点的小球，当它们静止后处于如图1－2－15所示状态，则m 1和m 2对碗的弹力大小之比为( )图1－2－15A ．1∶ 3 B.3∶1 C ．2∶ 3D.3∶2【解析】 选取两小球组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图：由平衡条件得：F 1在水平方向的分力F ′和F 2在水平方向的分力F ″大小相等． 即F 1cos60°＝F 2cos30°，所以：F 1F 2＝31. 【答案】 B10．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 k B.kQ 1Q 22l －E k C.km 1Q 1Q 2m 2l－E k D.km 2Q 1Q 22m 1l－E k【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 22l2r 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 .【答案】 B11．如图1－2－16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)图1－2－16(1)C 球的电性和电荷量大小． (2)水平力F 的大小．【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 qQr2·sin 30°，所以Q ＝2q .(2)又根据牛顿第二定律，有k qQr2·cos 30°＝ma ，将A 、B 、C 作为整体，则F ＝3ma ＝33kq2r 2.【答案】 (1)负电 2q (2)33kq2r212．如图1－2－17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/s 2)图1－2－17【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 ＝htan 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°＝303×10－3×10×33N ＝0.3 N. 依据F ＝k Q 1Q 2r 2得：F ＝k Q 2L2.解得：Q ＝FL 2k＝0.39×109×103×10－2C ＝1.0×10－6C. 【答案】 1.0×10－6C。
高二物理人教版选修3-1课时训练2库仑定律 含解析
答案:D
题组三 库仑定律的应用
4.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将( )
A.-9∶4∶-36
B.9∶4∶36
C.-3∶2∶-6
D.3∶2∶6
解析:分别取三个点电荷为研究对象,由于三个点电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡,所以这三个点电荷不可能全是同种电荷,这样可立即排除B、D选项,故正确选项只可能在A、C中。若选q2为研究对象,由库仑定律知,因而得q1=q3,即q3=4q1;选项A恰好满足此关系,显然正确选项为A。
规定沿这条直线由A指向C为正方向,则A点电荷受到的合力大小为FA=FBA-FCA=(1.08×10-3-9.0×10-5) N=9.9×10-4 N。
答案:9.9×10-4 N,方向由A指向C
(建议用时:30分钟)
1.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )
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
答案:CD
3.真空中两个电性相同的点电荷q1、q2,它们相距较近,保持静止。今释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动,则q2在运动过程中的速度随时间变化规律正确的是( )
解析:根据F=k,对点电荷q2分析得a=,随距离的增加,a变小,故选A。
答案:A
4.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,壳层的厚度和质量分布均匀,将它们分别固定于绝缘支座上,两球心间的距离为l,为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,两球电荷量的绝对值均为Q,那么,a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为( )
高中物理 课时分层作业2 库仑定律(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理试题
课时分层作业(二)(时间：40分钟分值：100分)[根底达标练]一、选择题(此题共6小题，每一小题6分，共36分)1．如下关于点电荷的说法，正确的答案是( )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、大小与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，下面说法正确的答案是( )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．如下列图，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，如此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C[因电荷间的静电力与电荷的运动方向一样，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。
]4．一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在选项图中，小球M能处于静止状态的是( )A B C DB [M 受到三个力的作用而处于平衡状态，如此绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与M 的重力大小相等，方向相反，应当选项B 正确。
]5．如下列图，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 ，使三个电荷都处于平衡状态，如此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L2处C ．－4Q ，在B 右侧距B 为L 处D ．＋2Q ，在A 右侧距A 为3L2处C [根据电荷规律可知，C 应放在B 的右侧，且与A 电性一样，带负电，由F AB ＝F CB ，得k4Q2L2＝kQ C Q r 2BC ，由F AC ＝F BC ，得k 4 C 〔r BC ＋L 〕2＝k Cr 2BC，解得r BC ＝L ，Q C ＝4Q 。
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答案：C 3.
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 所带的电荷量比b 所带的电荷量小．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 ．F 1
B ．F 2
C ．F 3
D ．F 4 答案：B 4.
如图,同一直线上有A 、B 、C 三点,A 、B 处均固定着一正电荷,C 处的负电荷受A 、B 的库仑力的合力记为F,若将C 处的电荷向B 移近一些,力F 会( )
A ．变小
B ．变大
C ．不变
D ．变大、变小均有可能
解析：根据库仑定律：F ＝KQq
r 2；因A 、B 处均固定着一正电荷,C 处的负电荷、A 、B 的库仑力的合力方
向向左,大小记为F,若将电荷q 向B 移近一些,则A 对C 的库仑力增大,而B 对C 的库仑力也增大,由于方向相同,故合力F 在增加；故A 、C 、D 错误,B 正确．
答案：B 5.
如图所示,真空中A 、B 两处各有一个正点电荷,若放入第三个点电荷C,只在静电力作用下三个点电荷都处于平衡状态,则点电荷C 的电性及位置是( )
A ．正电,在A 、
B 之间 B ．正电,在A 的左侧
C ．负电,在A 、B 之间
D ．负电,在B 的右侧
解析：三个点电荷平衡的规律为“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大”,即三个点电荷在同一直线上,位于中间的点电荷电荷量最小,与两侧的点电荷异号,并靠近两侧点电荷中带电荷量较小的那一个,本题A 、B 为正点电荷,故C 应为负点电荷,且C 在A 、B 之间．
答案：C 6.
如图所示,光滑绝缘的水平面上的P 点固定一个带正电的点电荷,在它的右侧N 点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点),以向右为正方向,下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是( )
解析：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．故选项B 正确．
答案：B
7．如图所示,光滑绝缘水平面上固定金属小球A,用原长为L 0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x 1,若两球电荷量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x 2,则有( )
A ．x 2＝12x 1
B ．x 2＝14
x 1
C ．x 2>14x 1
D ．x 2<14
x 1
解析：库仑力等于弹力,两球电荷量各减半时,库仑力减为原来的14,若不考虑两球距离的变化对库仑力
的影响,则x 2＝14x 1,但实际是距离减小后库仑力又会增大,故正确答案是x 2>1
4
x 1.故选项C 正确．
答案：C
8．如图所示,有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上,已知：三角形边长为1 cm,B 、C 电荷量为q B ＝q C ＝1×10－6
C,A 电荷量为q A ＝－2×10－6
C,A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力F 的大小和方向为( )
A ．180 N,沿A
B 方向 B ．180 3 N,沿A
C 方向 C ．180 N,沿∠BAC 的角平分线
D ．180 3 N,沿∠BAC 的角平分线
解析：q B 、q C 电荷对q A 电荷的库仑力大小相等,故： F ＝F 1＝F 2＝kq A q B r 2＝9×109
×1×10－6
×2×10
－6
0.012
N ＝180 N
两个静电力,夹角为60°,故合力为：
F′＝2Fcos 30°＝2×180 N×
3
2
＝180 3 N 方向沿∠BAC 的角平分线 故选D. 答案：D 9.
如图,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A 和C 绕B 做匀速圆周运动,B 恰能保持静止,A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2,不计它们之间的万有引力,则A 和C 的比荷之比是( )
A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22
B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12
C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23
D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫L 2L 13 解析：B 保持静止,根据平衡条件和库仑定律得k q A q B L 21＝k q C q B L 22.A 、C 做匀速圆周运动,对A 和C 分别有k q A q B L 2
1
－k
q C q A
L 1＋L 2
2
＝m A L 1ω2
,k q C q B L 22－k
q C q A L 1＋L 2
2
＝m C L 2ω2
,联立解得A 和C 的比荷之比为⎝ ⎛⎭
⎪⎫L 1L 23,选项C 正确．
答案：C 二、多项选择题
10．对点电荷的理解,你认为正确的是( ) A ．点电荷可以是带电荷量很大的带电体 B ．点电荷的带电荷量可能是2.56×10
－20
C
C ．只要是均匀的球形带电体,不管球的大小,都能被看做点电荷
D ．当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体都能看做点电荷 答案：AD
11．如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,则下列说法正确的是( ) A ．两球可能都带正电 B ．两球可能都带负电
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：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,但不能确定是正还是负,A、B 正确；两带电球间的静电力是一对作用力与反作用力,符合牛顿第三定律,C错误、D正确．
答案：ABD
12．如图所示,可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为( )
A．2 B．3
C．4 D．5
解析：小物体A至少受到两个力作用,即重力和B对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A应只受这两个力作用．若向上的库仑力小于A的重力,则A还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A必定也受到了斜面的静摩擦力,所以A受到的力可能是2个,也可能是4个,A、C正确．
答案：AC
三、非选择题
13．把质量为2 g的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q＝4.0×10－6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r＝30 cm时,绳与竖直方向成α＝45°角．试求：
(1)B球受到的库仑力为多大？
(2)A球带电荷量是多少？(A、B两球均可看成点电荷)
解析：(1)如图所示,带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力F T的
作用,其合力为零．因此mg －F T cos α＝0
F′－F T sin α＝0
解得F′＝mgtan α＝2×10－3
×10×1 N＝2×10－2
N 根据牛顿第三定律有 F ＝F′＝2×10－2
N
(2)根据库仑定律得F′＝k
qQ r
2 得q ＝F′r 2
kQ ＝2×10－2
×0.32
9×109×4.0×10－6 C ＝5.0×10－8
C.
答案：(1)2×10－2
N (2)5.0×10－8
C
14．有两个带正电的小球A 、B,所带电荷量分别为Q 和9Q,在真空中相距0.4 m ．如果引入第三个小球C,恰好使得3个小球在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态,则：
(1)第三个小球应带何种电荷．
(2)第三个小球应放在何处,电荷量又是多少？
解析：(1)三个点电荷在同一条直线上平衡时,具有“两同夹异”的特点．所以,第三个小球C 应放置在小球A 和B 连线之间并带负电．
(2)设第三个小球C 带电荷量为q(取绝对值),离A 球的距离为x,则 对小球C,由平衡条件可得： k
Q·q x 2＝k 9Q·q 0.4 m －x
2
可得x ＝0.1 m,即在AB 连线上距A 球0.1 m.
对小球A,由平衡条件可得：
k Q·q
x2
＝k
Q·9Q
0.4 m2
可得q＝9
16
Q
答案：(1)带负电(2)在两个小球连线之间,距A球0.1 m处
9 16
Q。