高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2节 库仑定律课后练习题

1.2库仑定律同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．真空中两个相同的带等量异种电荷的小球A和B，分别固定在两处，两球间静电力为F。用不带电的同样小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则AB间的静电力应为（   ）

A． B． C． D．

2．一带正电的物体固定在O处，另一带正电的轻质小球系在绝缘丝线上并将其分别挂在P1、P2、P3处，在库仑力作用下小球的偏离情况如图所示。由此可知（　　）

A．同种电荷相互吸引

B．带正电的物体不受库仑力的作用

C．两电荷间的距离越大，库仑力越大

D．两电荷间的距离越大，库仑力越小

3．两个小球带电后相互推斥，如图所示．两悬线a、b跟竖直方向的夹角分别为、，两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知，则一定有的关系（       ）

A．m受到的电场力一定大于M所受电场力

B．悬线a受到的拉力一定大于悬线b受到的拉力

C．m一定小于M

D．q一定小于Q

4．真空中有两点电荷、相距r，若将的电荷量减为原来的一半，并将两点电荷间的距离减为原来的一半，则在前后两种情况下，两电荷之间的作用力之比为（　　）

A． B． C． D．

5．两个半径相等体积不能忽略的金属球相距为r，它们带有等量同种电荷q时，相互间的库仑力为F1，若距离不变，它们带有等量异种电荷q时，库仑力为F2，则两力大小的关系是（       ）

A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1=F2 D．无法确定

6．通常情况下，地球上的两个物体之间的万有引力是极其微小以至于很难被直接测量，人们在长时间内无法得到引力常量的精确值。在牛顿发现万有引力定律一百多年以后的1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用如图所示的扭秤装置，才第一次在实验室里比较精确地测出了万有引力常量。在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是（　　）

A． B．

C． D．

7．两个半径相同的金属小球，电性也相同，带电荷量之比为1：7，相距为r，相互作用力大小为F，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用变为（　　）

A． B． C． D．

8．如图，A、B、C三点在同一直线上，且AB=BC，在A处固定一电荷量为+Q的点电荷。当在C处放一电荷量为q的点电荷时，它所受到的电场力大小为F。移去C处电荷，在B处放电荷量为2q的点电荷，其所受电场力大小为（     ）

A．4F B．8F C． D．

9．关于点电荷，下列说法正确的是（　　）

A．点电荷是理想化模型

B．实际存在的电荷都是点电荷

C．大的带电体不能看成点电荷

D．点电荷的电荷量一定是1.6×10-19C

10．如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，B恰能保持静止，其中A、C和B的距离分别是L1和L2．不计三质点间的万有引力，则A和C比荷的比值为

A．()2 B．()3

C．()2 D．()3

11．如题图所示，两个大小可以忽略不计的小球带有同种电荷，质量分别为和，带电量分别为和，用绝缘细线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，它们与竖直线所成的夹角分别为和，且，两根细线的张力分别为和，且两球同处一水平线上，则下述结论中正确的是（　　）

A．一定小于 B．一定大于

C．一定小于      D．若将两球接触后分开，再处于平衡状态时，细线的偏角相等

12．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（ ）

A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系

B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式

C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律﹣﹣库仑定律

D．安培不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场

13．如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三个带电小球的质量均为M，qA=qB=q0>0。当系统处于静止状态时，小球A、B之间的距离LAB与小球BC之间的距离LBC之间的关系满足LAB=LBC。已知静电力常量为k，则（　　）

A．

B．弹簧压缩量为

C．A球受到的库仑力大小为2Mg

D．小球BC间的距离

14．空中两个带等量异种电荷的小球A、B（均可看成点电荷）间的相互吸引力为F，现将另一个完全相同的不带电小球C先后与A、B接触一下后拿走，则此时A、B两小球间的作用力大小为（　　）

A．F B．F C．F D．F

15．如图所示，两根长度相等的绝缘细线，上端都系在同一水平天花板上，另一端分别连着质量均为m的两个带电小球P、Q，两小球静止时，两细线与天花板间的夹角θ＝30°，以下说法正确的是(　　)

A．细线对小球的拉力大小为mg

B．两小球间的静电力大小为mg

C．剪断左侧细线瞬间P球的加速度大小为2g

D．若两球间的静电力瞬间消失时Q球的加速度大小为g

二、填空题（共4题）

16．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的在相互作用力，跟它们电荷量的___________成正比，跟它们距离的___________成反比，作用力的方向在它们的连线上。

17．静电力计算：

（1）两点电荷间的静电力直接应用_______计算。

（2）两个或两个以上点电荷对某一电荷的作用力等于各个电荷单独对这个电荷的作用力的_______。

（3）两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而_______。

18．如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为8×10-6C的带正电小球A，其正上方O点处用轻细弹簧悬挂一质量m=0.06kg、电荷量为-2×10-6C的小球B，弹簧的劲度系数k0=5N/m，原长L0=0.3m。若小球B恰能以A球为圆心在水平面内做顺时针方向（从上往下看）的匀速圆周运动，此时弹簧与竖直方向的夹角θ=53°，则小球B球做圆周运动的速度大小为_______m/s，此时弹簧的长度为_______m。（已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，两小球都视为点电荷）

19．某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律．使小球A和B带上同种电荷，A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图．实验时，保证A、B两球球心在同一水平线上，待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量为m，重力加速度为g；

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，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.

(1)实验中需要用到_____________的科学方法．

(2)根据平衡关系，A、B两球之间的电场力F=________________（用m、g、θ表示）．

（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷．

它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电，并使其球心相距3R，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果__________（选填“偏大” “偏小”“正确”），原因是：_________________．

三、综合题（共4题）

20．微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性.对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ.另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ.已知核外电子的质量为m，氢原子核的质量为M，二者相距为r，静电力常量为k，电子和氢原子核的电荷量大小均为e.

（1）模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用EkⅠ、 EkⅡ表示，请通过定量计算来比较EkⅠ、 EkⅡ的大小关系；

（2）求模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期TⅠ和TⅡ；

（3）通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请分析这样简化处理的合理性．

21．两个相同的金属小球，一个带的电荷量为，另一个带的电荷量为。

（1）两球相距50cm时，它们之间的静电力有多大？

（2）把两球接触，分开后使他它们仍相距50 cm，它们之间的静电力有多大？（静电力常量）

22．大小相同的金属小球，所带电量的值分别为Q1、Q2，且Q1=1/3Q2,把Q1,Q2放在相距较远的两点，它们间的作用力大小为F，若使两球相接触后再分开放回原位置，求它们间作用力的大小．

23．画出图中小球A的受力示意图，并标出A球带电性质。

参考答案：

1．C

2．D

3．C

4．B

5．B

6．B

7．D

8．B

9．A

10．B

11．B

12．C

13．D

14．D

15．C

16．     乘积     二次方

17．     库仑定律     矢量和     有所改变

18．          0.5

19．     （1）控制变量法      （2）mgtanθ     （3）偏大；     两电荷带同种电荷，导致电量间距大于3R．

20．（1）总动能相等（2）、（3）采用模型Ⅰ更简单方便

21．（1）8.64×10-11N；（2）3.6×10-12N

22．F/3或4F／3

23．

小球A被排斥，所以小球带正电。受到重力、电场力以及绳子的拉力。受力分析如图所示