高中物理2 库仑定律习题

这是一份高中物理2 库仑定律习题，共4页。
【基础巩固】
1.真空中有两个静止的点电荷,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的大小将变为原来的( )
A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍
答案:B
2.如图所示,用两根完全相同的绝缘细线,把两个质量相等的带电小球悬挂在同一点O上,甲球的电荷量大于乙球的电荷量,则( )
A.甲、乙两球都一定带正电
B.甲、乙两球都一定带负电
C.甲球受到的静电力大于乙球受到的静电力
D.甲、乙两球受到的静电力大小相等
答案:D
3.如图所示,在一条直线上的三个点放置三个点电荷,它们的电荷量分别为QA=+3×10-9 C、QB=-2×10-9 C、QC=+3×10-9 C,已知静电力常量k=9×
109 N·m2/C2,则作用在点电荷A上的静电力的大小为( )
A.4.5×10-4 N 向左B.4.5×10-4 N 向右
C.6.3×10-4 N 向左D.6.3×10-4 N 向右
答案:A
4.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A的电荷量为+7q、B的电荷量为-q、C不带电,将A、B分别固定起来,此时A、B间的相互作用力的大小为F,然后让C球反复与A、B球接触,最后移去C球,则最终A、B球间的相互作用力的大小约为( )
A.79F B.97F C.47F D.74F
答案:C
5.设某星球带负电,一带电粉尘悬浮在距该星球表面1 000 km的地方,若将同样的带电粉尘带到距该星球表面2 000 km的地方相对于该星球无初速度释放,该星球的半径远小于1 000 km,则此带电粉尘( )
A.向星球下落 B.仍悬浮
C.推向太空 D.无法判断
解析:设粉尘距星球球心为r,粉尘质量为m,星球质量为m0,粉尘电荷量为q,星球电荷量为Q,当r=1 000 km 时,kQqr2=Gm0mr2,所以kQq=Gm0m,可知粉尘改变位置后还是处于悬浮状态.
答案:B
6.在真空中两个点电荷的电荷量相等,要求它们之间相距1 m时的相互作用力等于1 N,若静电力常量k=9×109 N·m2/C2,则每个电荷的电荷量是多少?等于电子电荷量的多少倍?
答案:1×10-5 C 6.25×1013
【拓展提高】
7.将带异种电荷的小球A、B用绝缘细线系在水平面上的箱子内,如图所示,两球均处于静止状态,地面受到的压力为FN,球A所受细线的拉力为F,剪断连接球A的细线后,在球下落的过程中地面受到的压力( )
A.等于FN+F B.大于FN-F
C.等于FN-F D.小于FN-F
答案:D
8.(多选)同一水平直线上的三个点电荷甲、乙、丙,它们的电荷量分别为q1、q2、q3,三个点电荷恰好都处于平衡状态,水平方向除相互作用的静电力外不受其他力作用.已知甲、乙间的距离是乙、丙间距离的2倍.下列说法正确的是( )
A.若甲、丙为正电荷,则乙为负电荷
B.若甲、丙为负电荷,则乙为正电荷
C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9
D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36
答案:ABC
9.三个相同的金属小球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的电荷量为q,球2的电荷量为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=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6
解析:设球1、2距离为R,根据库仑定律F=knq2R2,根据电荷守恒,球3与球2接触后,它们的电荷量均为nq2,球3与球1接触后,它们的电荷量均为(n+2)q4,此时1、2之间的作用力大小F'=kn(n+2)q28R2,F'=F,可得n=6,选项D正确.
答案:D
【挑战创新】
10.如图所示,小球A用两根等长的绝缘细绳a、b悬挂在水平天花板上,两绳之间的夹角为60°.A的质量为0.1 kg,电荷量为2.0×10-6 C.A的正下方0.3 m处固定有一带等量同种电荷的小球B.A、B均可视为点电荷,静电力常量k=9×109 N·m2/C2,g取10 m/s2.求:
(1)细绳a的拉力大小;
(2)剪断细绳a的瞬间,细绳b的拉力大小和小球A的加速度大小.
解析:(1)小球A、B之间的静电力F=kQ2r2,
对小球A受力分析,根据平衡条件有2FTcs 30°+F=mg,
解得FT=35 N.
(2)剪断细绳a的瞬间,A的加速度方向与细绳b垂直,根据牛顿第二定律有
mgcs 30°=Fcs 30°+FT',
mgsin 30°-Fsin 30°=ma,
联立解得FT'=3310 N,a=3 m/s2.
答案:(1)35 N (2)3310 N 3 m/s2