人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律优质课件ppt

第九章静电场及其应用

2.库仑定律

课后篇巩固提升

基础巩固

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Q1的电荷量大于Q2的电荷量,则Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1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

解析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;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不能用于计算此时的静电力,故选项B错;q1和q2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。

答案D

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

解析由题图可知,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。

答案D

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

D.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

解析根据库仑定律F=k可知,当r不变时,q1、q2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均错误。

答案A

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

解析两球均做加速直线运动,速度变大;再由库仑定律公式F=k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。

答案C

5.如图所示,用两根同样的绝缘细线把甲、乙两个质量相等的带电小球悬挂在同一点上,甲、乙两球均处于静止状态。已知两球带同种电荷,且甲球的电荷量大于乙球的电荷量,F1、F2分别表示甲、乙两球所受的库仑力,则下列说法中正确的是              (　　)

A.F1一定大于F2

B.F1一定小于F2

C.F1与F2大小一定相等

D.无法比较F1与F2的大小

解析两个电荷间的相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律,甲、乙两球所受的库仑力等大反向,作用在一条直线上,选项C正确。

答案C

能力提升

1.(多选)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,则它们间的库仑力可能为原来的(　　)

A. B. C. D.

解析设两金属球带异种电荷,电荷量分别为q和-7q,两者间静电力大小为:F=k;两者接触后再放回原来的位置上,两球所带电荷量均为-3q,静电力大小为:F'=k,是原来的,选项C正确;设两金属球带同种电荷,电荷量分别为q、7q,由库仑定律有:F=k;两者接触后再放回原来的位置上,两球所带电荷量均为4q,静电力大小为:F'=k,是原来的,选项D正确。

答案CD

2.如图所示,△abc处在真空中,边长分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。三个带电小球固定在a、b、c三点,电荷量分别为qa=6.4×10-12 C,qb=-2.7×10-12 C,qc=1.6×10-12 C。已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求c点小球所受库仑力的大小及方向。

解析如图所示,由几何关系知,ac⊥bc,△abc为直角三角形。a、b两电荷对c球的库仑力分别为

Fac=5.76×10-11N

Fbc=4.32×10-11N

由平行四边形定则得F=7.2×10-11N

由几何关系知c点小球所受库仑力方向平行于ab连线向右。

答案7.2×10-11N,方向平行于ab连线向右

3.有A、B两带电小球,A固定不动,B的质量为m。在静电力作用下,B由静止开始运动。已知初始时,A、B间的距离为d,B的加速度为a。经过一段时间后,B的加速度变为,此时,A、B间的距离应为多少?

解析如图所示,设A、B带的电荷量分别为q1、q2,B的加速度为时A、B间的距离为x,由库仑定律和牛顿第二定律可得

k= ma ①

k=m ②

联立①②求得x=2d。

答案2d