2021学年2 库仑定律复习练习题

这是一份2021学年2 库仑定律复习练习题，共18页。试卷主要包含了0分），【答案】D，【答案】A，【答案】B，【答案】C等内容，欢迎下载使用。
 9.2库仑定律同步练习高中物理人教版(新课标)必修三一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）下列说法中正确的是A. 点电荷就是体积很小的带电体
B. 点电荷就是带电荷量很小的带电体
C. 根据可知，当时
D. 点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反的关于库仑定律，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. 带电荷量分别为Q和3 Q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
C. 库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷
D. D.根据，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大如图所示三个点电荷固定在一直线上，的距离为距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比为   
A.  B.  C.  D. 在光滑绝缘的水平地面上有两个带同种电荷的小球，将两个小球由静止释放后，两小球之间的库仑力将A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 无法确定如图所示，质量分别是和带电量分别为和的小球，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和，两小球恰在同一水平线上，那么
A. 两球带同种电荷
B. 大于
C. 小于
D. 所受库仑力小于所受的库仑力下列说法中正确的是    A. 点电荷就是体积很小的带电体
B. 体积大的带电体肯定不能看成点电荷
C. 静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D. 根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大如图所示，一个带电荷量为的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。另一个带电荷量为、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f，A、B间距离为，静电力常量为k，则下列说法正确的是   
A. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度先增大再减小
B. 点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能先增大再减小
C. OB间的距离
D. 在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差有两个完全一样的金属小球，带电量，，固定于相距为r的两点上，间作用力为F。用一带绝缘柄的不带电的并且与A、B等大的金属球C先去接触A，再同B接触，最后移去C，则此时A、B间作用力为A.  B.  C.  D. 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子A. 带负电
B. 在c点受力最大
C. 由a点到c点电势能先增加后减小
D. 由a点到b点的动能变化等于由b点到c点的动能变化
 关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是A. 元电荷就是点电荷，二者没有区别
B. 元电荷的电量为，点电荷一定是体积很小的带电体
C. 元电荷可以是电子，也可以是质子
D. 元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）思考判断任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。根据公式得，当时，有。相互作用的两个点电荷，电荷量大的，受到库仑力也大。电场中某点的场强方向与负电荷在该点所受的电场力的方向相反。点电荷和电场线都是客观存在的。电场线的方向即为带电粒子的运动方向。在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。

实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的____而增大，随其所带电荷量____而增大。选填“增大”或“减小”
此同学在探究中应用的科学方法是________选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”、“或演绎法”如图所示，A、B是两个带电小球，A球固定在绝缘支架上，B球用绝缘细线悬挂于O点。平衡时细线与竖直方向的夹角为。若A球带正电，则B球带___________选填“正电”或“负电”。若增加A球所带的电荷量，则角将___________选填“变大”或“变小”。
在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大实验表明：
 两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而_______，随其所带电荷量的_______而增大．此同学在探究中应用的科学方法是_______选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”．三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。
实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大填“增大”或“减小”，随其所带电荷量的______而增大填“增大”或“减小”。图中A、B两带电体相互______填“吸引”或“排斥”，说明它们带有______填“同种”或“异种”电荷。在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是______选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”。
若A、B带电荷量分别为和，开始相距为r时，它们间库仑力的大小为F，将两小球相互接触后将其距离变为，则两球间库仑力的大小为______。四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）如图所示，把质量为的带负电小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电量为的小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，则绳与竖直方向成角，，，试问：
、B间的库仑力多大？球带电量是多少？






 如图所示，把一带电量为的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角，取，，且A、B两小球均可视为点电荷，求：

、B两球间的库仑力；
球的质量。







答案和解析1.【答案】D
 【解析】【分析】
正确解答本题需要掌握：点电荷的定义，能否看作点电荷的条件；对于库仑定律的理解与应用，要正确理解公式中各个物理量的含义。
本题考查了点电荷、库仑定律等电学中的基础知识，点电荷可以和质点类比理解，库仑定律可以和万有引力定律相类比理解。
【解答】
A、点电荷是指本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷，能否看作点电荷与物体本身大小、质量等无关，要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略，故A错误；
B、物体是否是点电荷与带电体的大小、体积、质量等因素无关，要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略，故B错误；
C、当时，带电体不能看作点电荷，公式不再成立，故C错误；
D、由力的概念可知，点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反的，故D正确。
故选D。  2.【答案】C
 【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，它们之间的库仑力是一对作用力和反作用力，大小相等，根据库仑定律求解。
解决本题的关键掌握库仑定律的内容和适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。
【解答】
A.如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看成是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷，故A错误；
B.根据两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，可知B受到的静电力和A受到的静电力大小相等，故B错误；
C.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷，故C正确．
D.两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能再看成点电荷了，已经不能适用，故D错误。
故选C。  3.【答案】A
 【解析】【分析】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。【解析】三个点电荷均处于平衡状态，则对每个点电荷来说，它一定受到两个大小相等、方向相反的力的作用，
若设、均带正电，则虽然可以平衡，但或所受的两个库仑力由于均为斥力故而方向相同，不能平衡若设、均带负电，则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反，可能平衡因此，、均带负电也就是说，在这种情况下，、必须是同种电荷且跟是异种电荷。
受水平向右的库仑引力作用和水平向左的库仑斥力作用。
由库仑定律和平衡条件有 
同理，对有对有
 
以上三式相比，得
，所以每个点电荷的电荷量之比：：为：4：或9：：36，只有A正确， BCD错误。故选A。  4.【答案】B
 【解析】解：带同种电荷的两个小球，存在相互作用力斥力，它们之间的距离增大，根据库仑定律，它们之间库仑力大小为，因Q、q不变，r增大，F减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
由同种电荷相互排斥和库仑定律分析A、B两个小球间库仑力的变化，从而即可求解．
解答本题时是要注意电荷间存在库仑力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
 5.【答案】C
 【解析】【分析】
本题考查库仑定律和力的平衡知识，关键是运用平衡条件列式分析，克服主观臆测。【解答】
A.两球相互吸引必定是异种电荷，故A错误；
两球间的库仑力为相互作用力，由牛顿第三定律可知，无论电荷量是否相等都有库仑力大小相等，故无法判断电量的大小，故BD错误；
C.设两球间库仑力大小为F，对研究，得到，同理，对研究，得到，则，因，得到，故C正确。
故选C．  6.【答案】C
 【解析】【分析】带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系。 
摩擦起电、接触起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体，感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分。不管哪种带电方式，电荷并未创生，也未消失，总量保持不变。
本题考查对点电荷与电荷守恒定律的理解能力。点电荷是理想化的物理模型，与力学中质点模型类似。【解答】A.电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷，故A错误；
B.体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷，只要满足如下条件：当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，其大小和形状可忽略不计，可以看成点电荷处理，故B错误；
C.感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，并未创生电荷，故C正确；
D.当两个点电荷间的距离趋近于零时，库仑定律不适用，故不能再用库仑定律求解作用力了，选项D错误。 
故选：C  7.【答案】C
 【解析】【分析】
本题首先要正确分析物体受力特点，明确力和运动的关系，在本题中注意滑动摩擦力的大小方向不变，两球靠近过程中库仑力逐渐增大，小球先减速后加速，根据牛顿第二定律和功能关系可正确解答．
本题在借助库仑力的基础知识，考查了力与运动、牛顿第二定理、动能定理等基础知识的综合应用，是考查学生综合能力的好题．
【解答】
A.点电荷乙从A点向甲运动的过程中，受向左的静电力和向右的摩擦力，两球靠近过程中库仑力逐渐增大，小球先减速后加速，所以加速度先减小后增大，故A错误
B.在小球向左运动过程中电场力一直做正功，因此电势能一直减小，故B错误；
C.当速度最小时有：，解得：，故C正确；
D.点电荷从A运动B过程中，根据动能定理有：，
解得，，故D错误。
故选C。  8.【答案】D
 【解析】【分析】理解库仑定律的内容，知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分。 【解答】根据题意，令A的电荷量为，B的电荷量为，
根据库仑力定律有：，A、B两球原先有引力为： ，
将A、B固定，然后让C先后与A、B接触一次，最后移走C球，A带电为q，B带电为
所以A、B两球最后的引力为： ，
故选D。 
   9.【答案】C
 【解析】【分析】
电场线与等势面垂直，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
本题中点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握电场线和等势面的特点，即可解决本题，属于基础题目。
【解答】
A.根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，故A错误；
B.点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在C点受到的电场力最小，故B错误；
C.粒子由a到c，电场力先做负功再做正功，根据功能关系可知粒子由a点到c点电势能先增加后减小，故C正确；
D.a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b相比b到c电场力更大，电场力做功多，由动能定理，动能变化也大，故D错误。
故选C。  10.【答案】D
 【解析】【分析】
本题考查了元电荷、点电荷；点电荷是电荷，有电荷量与电性，而元电荷不是电荷，有电荷量但没有电性。
点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电电荷量均是元电荷的整数倍。
【解答】
A.元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不同，故A错误；
B.元电荷是带电量的最小值，大小是 C，带电体能否看做点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，故B错误；
C.元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错误；
D.元电荷是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷，故D正确。
故选D。  11.【答案】
 【解析】本题考查的元电荷、库仑定律、电场线、电场强度等基本概念，难度不大，要求学生对基本概念熟练掌握。
人们把最小电荷量称为元电荷，任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。故正确；
库仑定律的适用条件是电荷可以看作点电荷，当时，电荷不能看作点电荷，故不能应用公式得出，故错误；
根据力的相互作用，不管点电荷的电荷量是否相等，两个点电荷所受的库仑力是一样大的，故错误；
电场强度方向是人为规定的，规定正电荷受到的静电力的方向就是电场强度的方向，所以负电荷受到的电场力方向的反方向也是电场强度的方向，故正确；
电场是一种客观存在的物质，而电场线是人为假想的曲线，是为了形象地描述电场的强弱与方向而引入的，点电荷是理想化模型，现实生活中也不存在，故错误；
首先不知道是带什么电荷的粒子，正电荷所受力与电场线方向相同，负电荷所受力与电场线方向相反。其次不知道粒子的运动状态初始速度的大小与方向，故错误。
答案：
 12.【答案】减小；  增大   控制变量法
 【解析】【分析】两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大。  猜想可能与两电荷的间距和带电量有关，有两个以上的因素，在实验验证时，需排除其它因素的干扰，用到控制变量法。 
本题考查探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关。【解答】
对小球B进行受力分析，由共点力的平衡条件可得小球受到的电场力为：，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大；先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近．这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量．这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法。
故答案为：减小；增大  控制变量法。  13.【答案】正电；  变大。
 【解析】【分析】
增加A球的带电量后，先根据库仑定律判断静电力的变化，再根据平衡条件判断角的变化。
该题结合共点力的平衡考查库仑定律，解答本题关键是明确静电力的基本特性，知道库仑定律的内容，基础题目。
【解答】
依据同种电荷相斥，可知，两球带同种电荷，则B球带正电；
由库仑定律知：；对B球受力分析，结合平衡条件，可知，；可见A的电荷量增大，变大。
故答案为：正电；变大。  14.【答案】增大；增大；控制变量法
 【解析】【分析】
由于实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，所以采用的方法是控制变量法。
该题考查库仑定律的演示实验，属于记忆性的知识点，本题属于简单题。
【解答】
对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；
两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近；这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量；所以采用的方法是控制变量法。
故答案为：增大；增大；控制变量法。  15.【答案】减小  增大  排斥  同种
 【解析】解：对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：，即B球悬线的偏角越大，两球间的作用力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大；由悬线向右偏可知A、B两带电体相互排斥，说明它们带有同种电荷。
故答案为：减小，增大，排斥，同种。
由于实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，是采用的方法是控制变量法。根据悬线的偏转方向判断是排斥还是吸引，根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”判断它们是带同种电荷还是异种电荷。
该题考查库仑定律的演示实验，属于记忆性的知识点，注意控制变量法的使用。
 16.【答案】减小  增大  控制变量法 
 【解析】解：
先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，对B小球进行受力分析，可得小球受到的电场力为，B球悬线偏角越大，电场力越大，说明两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明两电荷间的相互作用力随电荷的增大而增大。
先保持两带电小球的电荷量不变，改变两者之间的距离；再保持两带电小球之间的距离不变，改变小球所带电荷量；这是运用控制变量的实验方法。
、B带电荷量分别为和，开始相距为r时，
根据库仑定律得，
A、B两小球接触后，根据电荷守恒定律，则A、B两带电小球电荷量分别均为，
再由库仑定律得。
则。
故答案为：
减小  增大
控制变量法

控制变量的实验方法。
电荷守恒定律，异种电荷接触后先中和后平分，库仑定律表达式的应用。
考察了库仑定律，电荷守恒定律，控制变量法。难度不大。
 17.【答案】解：球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据平衡条件得：
A、B间的库仑力为
设小球A带电量为，由静电力公式
得    
 【解析】本题主要考查了对库仑定律和电学问题中的力学平衡原理的理解，解决问题的关键掌握库仑定律以及用平行四边形定则求解共点力平衡问题。
球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据平衡原理求出A球所受的静电力；
根据库仑定律求出A球所带的电量。
 18.【答案】解：由库仑定律得：
代入数据：
故AB两球间的库仑力为
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受力分析如下图所示：

根据物体平衡得：
代入数据：
 【解析】根据库仑定律求A、B两球间的库仑力；
对小球A进行正确受力分析，小球受水平向左的库仑力、重力、绳子的拉力，根据平衡条件列方程求解。
本题结合物体平衡考查了库仑定律的应用，属于简单基础题目，是一道考查基础知识的好题。