人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律第1课时课后练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律第1课时课后练习题，共9页。
2.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上和的电荷后，将它们固定在相距为的两点，它们之间库仑力的大小为。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的两点，它们之间库仑力的大小为，则与之比为( )
A．B．C．D．
3.如图所示，四个质量均为的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕点做半径为的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球位于点正上方处，且在外力作用下恰处于静止状态。已知三小球的电荷量均为球的电荷量为，，重力加速度为，静电力常量为。则( )
A．小球的线速度为
B．小球的角速度为
C．小球的向心加速度大小为
D．外力竖直向上，大小为
4.如图,三个固定的带电小球和c,相互间的距离分别为。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于的连线。设小球所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )
A. 的电荷同号,
B. 的电荷异号,
C. 的电荷同号,
D. 的电荷异号,
5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F,若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，则它们之间静电力的大小变为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,直径为L的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内,电荷量为的两个正点电荷分别置于半圆环的两个端点处,半圆环上穿着一带正电的小球(可视为点电荷),小球静止时位于P点, 与间的夹角为α。若不计小球的重力,下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。 用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此 时A、B球间的静电力为( )
A. B.C.D.
8.电荷量为4×10-6C的小球绝缘固定在A点,质量为0.2kg、电荷量为-5×10-6C的小球用绝缘细线悬挂,静止于B点。A、B间距离为30cm,AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109N·m2/C2,小球可视为点电荷。下列图示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示，点电荷固定于边长为的正三角形的两顶点上，将点电荷（电荷量未知）固定于正三角形的中心，的电荷量均为。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷，且的电荷量，点电荷恰好处于平衡状态。已知静电力常量为，不计各电荷受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A.若撤去，则将做匀加速直线运动
B.的电荷量为
C.若不改变的电性，仅改变其电荷量，将不再受力平衡
D.若将的电荷量改为，则受到的合力大小
10.如图所示，把两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于和两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点移到点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量，则（ ）
A.两球所带电荷量相等
B.A球所受的静电力为
C.B球所带的电荷量为
D.两球连线中点处的电场强度为0
11.如图所示,带电粒子A带正电,带电粒子B带负电,在库仑力作用下(不计粒子间的万有引力和重力),它们以连线上某点O为圆心做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A.它们做圆周运动的向心力大小相等
B.它们的运动半径与电荷量成反比
C.它们的角速度相等
D.它们的线速度与质量成正比
12.半径为r的两个相同金属球,两球心相距为L(),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,
B.不论带何种电荷,
C.带异种电荷时,
D.以上各项均不正确
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.库仑定律适用于点电荷，点电荷并不是体积很小的球体，故A错误。
B.当两个点电荷距离趋于0时,两带电体已不能看出点电荷了,该公式，不适用了，故电场力并不是趋于无穷大，故B错误。
C.两点电荷之间的作用力是相互的,根据牛顿第三定律,无论点电荷的电荷量与的电荷量大小如何,对的电场力大小上总等于对电场力。故C错误。
D.库仑定律的表达式为,万有引力定律的表达为，故两表达式相似，都是平方反比定律，故D正确。
故选：D
2.答案：D
解析：两个完全相同的金属小球相互接触后,带电荷量为,距离变为原来的两倍,根据库仑定律可知选项D正确
3.答案：C
解析：下面单个球受到的库仑力的合力为，联立圆周运动的方程，A错，B错，C对。D未考虑重力，D错。
4.答案：D
解析：对小球c所受库仑力分析,画出a对c的库仑力和b对c的库仑力,a对c的库仑力为排斥力, 的电荷同号,b对c的库仑力为吸引力, 电荷为异号,所以的电荷为异号。设与的夹角为θ,利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得, ,,电荷量的比值,联立解得: ,选项D正确。
5.答案：A
解析：由库仑定律可知，若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，则它们之间静电力的大小变为原来的，即，A正确.
6.答案：A
解析：对小球进行受力分析如图所示：
根据库仑定律,①
，②
小球在与垂直的方向平衡
根据平衡条件有③
联立①②③解得,故B、C、D错 误，A正确。
7.答案：C
解析：设A、B两小球开始时的带电荷量均为Q距离为r，用一个不带电的同样小球C先后与A、B两小球接触，与A小球接触后，A、C两小球的带电荷量均为,C再与B小球接觖后，B、C两小球的带电荷量均为,由库仑定律知，接触前A、B两小球间的静电力为,C与A、B两小球接触后A、B两小球间的静电力为,故选项 C 正确。
8.答案：B
解析：两球之间的库仑力为，小球B受到的重力大小为，且F与竖直方向夹角为60°，，故小球B受到的库仑力，重力以及细线的拉力，组成的矢量三角形为等边三角形，所以细线与竖直方向的夹角为60°，B正确．
9.答案：BD
解析：若撤去受到的合力会发生变化，做变加速运动，选项A错误；和对Q为引力，合力指向三角形的中心，所以带负电，和对Q的引力大小均为，由Q受力平衡有，解得，选项B正确；若Q的电荷量改变，和对Q的力同时按相同比例改变，Q将依然受力平衡，选项C错误；若将的电荷量改为，对Q的电场力大小均为，两力的夹角为120°，对Q的合力大小为，方向平行于的连线向右，再与对Q的力求合力，结果大小为，选项D正确。
10.答案：ACD
解析：用丝绸摩擦过的玻璃棒接触A球，使A球带正电，由题意知两球接触后分开，则两球所带电荷量相等，选项A正确；两球平衡后受力如图所示，球B所受静电力，球所受静电力大小相等，选项B错误；由及知，小球所带电荷量，选项C正确；两球所带电荷在其连线的中点处产生的电场强度大小相等、方向相反，合场强为0，选项D正确。
11.答案：AC
解析：两个带异种电荷的粒子之间的相互作用力为引力,两个粒子不会彼此靠近,和双星相似,两粒子角速度相同,对有
对有
可知,,A、C正确.
12.答案：AC
解析：由于两球心间距离,不满足远大于r的条件,故两球不能看成点电荷,若两球带同种电荷,由于同种电荷相互排斥,则两球等效中心间的距离大于3r,此时库仑力,A正确;若两球带异种电荷,由于异种电荷相互吸引,则两球等效中心间的距离小于3r,此时库仑力,C正确.