高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场2 库仑定律综合训练题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场2 库仑定律综合训练题，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

课后强化演练
一、选择题
1．(2013·福州中学高二期中)已知真空中两点电荷Q与q的作用力为F，现使它们的带电荷量都增加为原来的2倍，并把它们之间的距离缩小为原来的一半，则此时它们之间的作用力为( )
A．F B．4F
C．8F D．16F
解析：由库仑定律公式F＝keq \f(q1q2,r2)可知，它们之间的作用力为16F，故D项对．
答案：D
2．(2013·广东实验高二检测)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：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．静电力遵从牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，故C项错，D项对．
答案：D
3．两点电荷相距为d，相互作用力为F，保持两点电荷电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力的大小变为4F，则两电荷之间的距离应变为( )
A．4d B．2d
C．d/2 D．不能确定
解析：设两点电荷带电荷量分别为q1和q2，
则F＝keq \f(q1q2,d2)，又因为4F＝keq \f(q1q2,dx2)，
所以dx＝eq \f(1,2)d，故选项C正确．
答案：C
4．两个半径为0.3 m的金属球，球心相距1.0 m放置，当它们都带1.5×10－5 C的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带＋1.5×10－5 C和－1.5×10－5 C的电量时，相互作用力为F2，则( )
A．F1＝F2 B．F1＜F2
C．F1＞F2 D．无法判断
解析：由于相距较近，两个带电小球不能看做点电荷，由于电荷间的相互作用，当它们都带正电荷时，等效成点电荷的距离大于1米，当它们带有等量异种电荷时，等效成点电荷的距离小于1米，由F＝keq \f(q1q2,r2)知，F1＜F2，B正确．
答案：B
5．(2012·高考上海单科)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，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受静电力为( )
A．－F/2 B．F/2
C．－F D．F
解析：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＝eq \f(kQq,r2)，F′＝eq \f(kQ·2q,2r2)，可得F′＝eq \f(F,2)，故选项B正确．
答案：B
6．两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是( )
A．若m1>m2，则θ1>θ2
B．若m1＝m2，则θ1＝θ2
C．若m1θ2
D．若q1＝q2，则θ1＝θ2
解析：以m1为研究对象，对m1受力分析如图所示．
由共点力平衡得
FTsinθ1＝F斥 ①
FTcsθ1＝m1g ②
由eq \f(①,②)得tanθ1＝eq \f(F斥,m1g)，同理tanθ2＝eq \f(F斥,m2g)，因为不论q1、q2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，永远相等，故从tanθ＝eq \f(F,mg)知，m大，则tanθ小，θ亦小(θ答案：BC
二、非选择题
7．有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l.如果引入第三个小球，恰好使得3个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放在何处，电荷量又是多少？
解析：没有引入第三个小球前，两球之间存在斥力作用；F21和F12，它们互为作用力和反作用力．欲使两球平衡，则必须受到F31和F32这两个力作用．而这两个力是由引入的第三个带电小球施加的，因此第三个小球应放在这两球之间，且带负电．如图所示．
设第三个小球电荷量为－q，与第一个小球的距离为x.因为第三个小球处于平衡状态，因此F13和F23为一对平衡
力，即F13＝F23，由库仑定律得keq \f(qQ,x2)＝keq \f(q·9Q,l－x2)所以x＝eq \f(l,4)，又因为F21与F31为一对平衡力，即F31＝F21，由库仑定律得keq \f(qQ,x2)＝keq \f(Q·9Q,l2)，所以q＝eq \f(9,16)Q.
答案：第三个小球应带负电荷，电荷量为－eq \f(9,16)Q.放在前两个小球的中间，且距电荷量为Q的小球eq \f(l,4).
8．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们之间的距离为r，与平面间的动摩擦因数为μ.
(1)A受的摩擦力为多大？
(2)如果将A的电荷量增至＋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？
解析：(1)由平衡条件可知A受到的静摩擦力Ff＝keq \f(Q2,r2)；
(2)当a＝0时，设A、B间的距离为r′.根据牛顿第二定律得eq \f(4kQ2,r′2)－μmg＝0，解得r′＝2Q eq \r(\f(k,μmg))，A、B两物体在运动过程中受力大小始终相同，故两者运动的距离也相同．运动的距离x＝eq \f(r′－r,2)＝Q eq \r(\f(k,μmg))－eq \f(r,2).
答案：(1)keq \f(Q2,r2) (2)都为Q eq \r(\f(k,μmg))－eq \f(r,2)