高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第2节 库仑定律课时作业

习题课:库仑定律和电场强度

课后篇素养形成

合格考达标练

1.如图所示,负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,由此可以判定,它所在的电场是图中的(　　)

解析负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,故电场线方向由Q到P;由于加速度越来越大,故静电力越来越大,电场强度逐渐增强,电场线越来越密,故选项C正确。

答案C

2.

如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则              (　　)

A.粒子一定带负电

B.粒子一定是从a点运动到b点

C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度

D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度

解析做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电的粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,A错误;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,电场线在c点的受力较大,加速度一定大于在b点的加速度,C正确;粒子从c到a的过程,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,在c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。故选C。

答案C

3.(2021山东烟台期末)如图所示,在光滑绝缘的水平面上放置两带正电的小物块甲和乙,所带电荷量分别为q1和q2(q2>q1)。由静止释放后,甲、乙两物块向相反的方向运动。在物块运动过程中,下列表述正确的是(　　)

A.甲物块受到的库仑力小于乙物块受到的库仑力

B.两个物块受到的库仑力任何时刻都大小相等

C.库仑力对两物块都不做功

D.在相同时间内库仑力对两物块所做的功一定相等

解析甲、乙之间的库仑力是相互作用力,任何时刻,甲物块受到的库仑力大小都等于乙物块受到的库仑力大小,A选项错误,B选项正确;库仑力对两物块做正功,C选项错误;两个物块的质量不一定相等,加速度不一定相等,位移大小不一定相等,相同时间内库仑力对两物块所做的功不一定相等,D选项错误。

答案B

4.

两个通电小球带电后相互排斥,如图所示。两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β,且两球在同一水平面上。两球质量用m和M表示,所带电荷量用q和Q表示。若已知α>β,则一定有关系(　　)

A.两球一定带同种电荷

B.m一定大于M

C.q一定大于Q

D.m受到的静电力一定大于M所受的静电力

解析两球之间是斥力,带同种电荷,A对;两球之间的静电力大小相等,q与Q的大小关系不一定,C、D错;=mgtan α=Mgtan β,α>β,所以m<M,B错。

答案A

5.

如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应(　　)

A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点

C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点

解析小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时,才能静止在斜面上。可知小球b带负电、放在C点才可使a受合力为零,故选C。

答案C

6.

如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电的小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离。

解析如图所示,

小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力FT、A对它的静电力F。

由力的平衡条件,可知F=mgtan θ,根据库仑定律得F=k,解得r=。

答案

等级考提升练

7.

如图所示,将两个质量均为m,带电荷量分别为+q、-q的小球a、b用绝缘细线悬挂于O点,置于水平方向的匀强电场中,用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为30°。则F的大小可能为(　　)

A.mg B.mg C.mg D.mg

解析以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,电场对两个小球的静电力合力为零,作出F在三个方向时的受力图如图,根据平衡条件得知:F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子Oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值为:Fmin=2mgsin 30°=mg,所以F的大小可能为mg,其他值不可能,故A正确,B、C、D错误。

答案A

8.在光滑的绝缘水平面上,质量均为m、带电荷量分别为+q和-q的甲、乙两个小球在水平力F(作用在甲上)的作用下一起做匀加速直线运动,静电力常量为k,则甲、乙两球之间的距离r为(　　)

A. B.q 

C.2q D.2q

解析以甲、乙整体为研究对象,由牛顿第二定律得F=2ma。以乙为研究对象,由牛顿第二定律得=ma,联立得r=q,故B正确,A、C、D错误。

答案B

9.

如图所示,匀强电场方向沿与水平方向成θ=30°斜向右上方,电场强度为E,质量为m的带负电的小球以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致。(重力加速度为g)

(1)若小球带的电荷量为q=,为使小球能做匀速直线运动,求应对小球施加的恒力F1的大小和方向;

(2)若小球带的电荷量为q=,为使小球能做直线运动,求应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向。

解析

甲

 (1)如图甲所示,欲使小球做匀速直线运动,应使其所受的合力为零,有

F1cos α=qEcos 30°

F1sin α=mg+qEsin 30°

联立解得α=60°,F1=mg

即恒力F1与水平方向的夹角为60°,斜向右上方。

乙

(2)为使小球能做直线运动,则小球受的合力应和运动方向在一条直线上,故要求力F2和mg的合力与静电力在一条直线上。如图乙所示,当F2取最小值时,有F2=mgsin 60°=mg

F2的方向与水平方向的夹角为60°,斜向左上方。

答案(1)mg　方向与水平方向的夹角为60°　斜向右上方

(2)mg　方向与水平方向的夹角为60°　斜向左上方