高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课时作业

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课时作业，共6页。

A． B． C． D．
2．竖直面内固定一个V字形光滑绝缘支架如图所示，直杆AO、BO与水平面夹角都是，各套着一个质量均为m的小球，AO杆上小球带正电，电荷量为2q，BO杆上小球带正电，电荷量为q .让两个小球从同一高度自由释放，问下滑到离水平面多高时，两小球的速度达到最大？（静电力常量为k，两小球始终能看作点电荷）（ ）
A. B. C. D.
3．两个半径为r的相同的金属球分别带上异种电荷，已知，两球心相距为10r，其相互作用力为．现将两球接触后分开，再放回原来的位置，这时两球间的相互作用力为，则（ ）
A． B． C． D．
4．光滑绝缘的水平面上，放着三个质量都是m的带电小球A、B、C，如图所示，小球之间距离都是l.已知A、B两球带等量电荷+q，现给C球一个外力F，使三个小球在运动中保持距离不变，则
（1）C球带何种电荷?电荷量多少?
（2）外力F的大小和方向如何?
5．如图所示，真空中有两个可视为点电荷的小球，其中A带正电，电量为Q1，固定在绝缘的支架上，B质量为m，用长为L的绝缘细线悬挂，两者均处于静止状态，悬线与竖直方向成θ角，且两者处在同一水平线上．相距为R，静电力常量为K，重力加速度为g．
求：（1）B带正电荷还是负电荷？
（2）B球带电量绝对值Q2为多少？
6．一条长3的丝线穿着两个相同的质量均为m的小金属环A和B，将线的两端都系于同一点O，当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成等边三角形，此时两环于同一水平线上，如图所示如果不计环与线的摩擦，两环各带多少电荷量？
7．（10分）在一绝缘支架上，固定着一个带正电的小球A，A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B，B的质量为0.1kg，电荷量为×10－6C，如图所示，将小球B缓缓拉离竖直位置，当绳与竖直方向的夹角为60°时，将其由静止释放，小球B将在竖直面内做圆周运动．已知释放瞬间绳刚好张紧，但无张力． g取10m/s2．求
（1）小球A的带电荷量；
（2）释放瞬间小球B的加速度大小；
（3）小球B运动到最低点时绳的拉力．
8．如图所示，两个分别用长l = 5cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷。由于静电力为斥力，它们之间的距离为。已测得每个金属小球的质量。试求它们所带的电荷量q。（已知，）
9．（10分）有两个带电小球，电荷量分别为+Q和+9Q。在真空中相距0.4m。如果引入第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态。求第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电荷量是Q的多少倍？
参考答案
1．A
【解析】
试题分析：由库仑定律固定的每个正点电荷作用于小球的静电力为，设力F与竖直方向的夹角为θ ，由几何知识可求出，每个力F在竖直方向的分力之和与带电小球的重力平衡，即，又，几式联解得，故只有A项正确。
考点：本题考查了库仑定律、力的平衡、力的分解与合成知识及数学知识在物理中的应用。
2．A
【解析】
试题分析：两个小球质量相等，故运动同步，同时到达相同的高度，对OA上的小球受力分析如图：
小球速度最大时，库仑力和重力的沿杆分量等大反向，即，且，，联立可得。
考点：库仑定律
3．D
【解析】 根据题意两球接触后分开，各球带的同种电荷，根据同种电荷相互排 斥，异种电荷互相吸引的性质，当两球带异种电荷时，两球表面所带电荷的“等效中心” 位置之间的距离必定小于l0r；当两球带同种电荷时，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必大于l0r，如果能够近似地运用库仑定律来讨论，则必定小于，故应选D项。
4．（1）负电 2q （2） ，方向垂直AB线指向三角形外侧
【解析】
试题分析：（1）运动中间距不变，则三球加速度相同，沿AB中垂线向右．设C球所带电量为Q，
对A求受力分析可知，得C球带负电，且：
解得：。
（2）设三个小球的加速度都是a，根据牛顿第二定律和库仑定律，
对A球受力分析可知；
对整体受力分析可知，其方向为：方向垂直AB线指向三角形外侧
考点：考查了库仑定律，牛顿第二定律
5．（1）负电（2）
【解析】
试题分析：：（1）对B受力分析，根据平衡条件，可知，电场力方向水平向右，因此B球带负电荷；
（2）由库仑定律，则有：，
对球B，受力处理，根据力的平行四边形定则，结合三角函数，则有：，
解得：。
考点：考查了库伦定律的应用
6．
【解析】
因为两个小环完全相同，它们的带电情况可以认为相同，令每环电荷电量为q，既是小环，可视为点电荷。斥开后如图所示，取右面环B为研究对象，且注意到同一条线上的拉力F1大小相等，则右环受力情况如图，
其中库仑斥力F沿电荷连线向右，根据平衡条件：
竖直方向有 ①
水平方向有 ②
两式相除得 ，所以
7．（1） （2） （3）
【解析】
试题分析：（1）小球B刚释放瞬间，速度为零，沿绳子方向上，小球受到的合力为零，则
（2分）
代入数值，求得 （1分）
（2）小球所受合力方向与绳子垂直，由牛顿第二定律得：
（2分）
解得： （1分）
（3）释放后小球B做圆周运动，两球的相对距离不变，库仑力不做功，
从释放小球到小球到达最低点的过程中，由动能定理得：
（2分）
小球在最低点，由牛顿第二定律得：
（1分）
解得： （1分）
考点：本题考查了机械能守恒定律和库仑定律。
8．
【解析】
试题分析：带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下，处于平衡状态，它的受力示意图如图所示。由图可知：

考点：库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．
点评：对小球进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．需要注意的是：两小球受到的库伦力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上．
9．根据上述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上且离+Q较近。设第三个小球带电量为q，放在距离+Q为x处，由平衡条件和库仑定律有：
解得 x=0.1m
以+Q为研究对象，由平衡条件得： 得q＝
即第三个小球带负电，电荷量为Q的倍
【解析】