2019_2020版高中物理第一章2库仑定律课时作业新人教版.docx

2库仑定律1.下列哪些带电体可视为点电荷(C)A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B.在计算库仑力时带电的绝缘球体可视为点电荷C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D.带电的金属球一定不能视为点电荷解析:电子和质子在研究的范围非常小,可以与它的大小差不多时,不能看做点电荷,选项A错误;在计算库仑力时带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷,选项B错误;带电的细杆在它的大小相比于研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷,选项C正确;带电的金属球在它的大小相比于研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷,选项D错误.2.(2019江西南昌检测)如图所示的实验装置为库仑扭秤.细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡,当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小,改变A和C之间的距离r,记录每次悬丝扭转的角度,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法(C)微小量放大法极限法控制变量法逐差法A.B.C.D.解析:当小球C靠近小球A时,旋转小角度,因此通过微小放大,能比较准确地测出转动角度.同时体现了控制变量法,即控制了电荷量,去研究库仑力与间距的关系,故C正确,A,B,D错误.3.(2019湖北宜昌检测)两个半径为R的金属球所带电荷量分别为+Q1和+Q2,当两球心相距为3R时,相互作用的库仑力大小为(C)A.F=kB.FkC.FkD.无法确定解析:当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电荷间距大于3R,根据库仑定律可知,它们相互作用的库仑力大小F0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l,已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为(C)A.l+B.l-C.l-D.l-解析:对最右侧小球受力分析,两库仑力和弹簧的弹力的关系为k0x=k+k,解得x=;所以弹簧的原长为l0=l-x=l-,故C正确,A,B,D错误.9.(2019云南昆明校级检测)(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则(ABD)A.小球A与B之间库仑力的大小为B.斜面对小球A的支持力不可能为零C.细线上的拉力不可能为零D.当=时,细线上的拉力为零解析:根据库仑定律,小球A与B之间库仑力的大小为F=,故A正确;两个球带同种电荷,相互排斥,斜面对A的弹力不可能为零,故B正确;球A受重力、支持力与库仑斥力,当处于平衡时,则细线的拉力为零,故C错误;若细线上的拉力为零,小球A受重力、支持力和库仑斥力而平衡,根据共点力平衡条件,重力沿斜面向下的分力与库仑力沿斜面向上的分力平衡,即mgsin =Fcos ;其中F=;联立解得=,故D正确.10.(2019甘肃武威校级月考)如图所示,分别在A,B两点放置点电荷Q1=+210-14 C和Q2=-210-14 C.在AB的垂直平分线上有一点C且AB=AC=BC=610-2 m.如果有一电子在C点处,它所受的库仑力的大小和方向如何?解析:电子在C点同时受A,B处点电荷的作用力FA,FB,如图所示.FA=FB=k=9.0109 N=8.010-21 N,由平行四边形定则,在C点的电子受到的库仑力F=FA=FB=8.010-21 N,方向平行于AB向左.答案:8.010-21 N,平行于AB向左11.(2019四川成都校级月考)A,B两带电小球,A固定不动,B的质量为m,在库仑力作用下,B由静止开始运动.已知初始时,A,B间的距离为d,B的加速度为a,经过一段时间后,B的加速度为,此时A,B间距应为多少?解析:当距离为d时,根据库仑定律和牛顿第二定律得k=ma当距离为x时,k=m(a)解两式得x=2d.答案:2d12.(2019浙江嘉兴校级月考)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的带电荷量为q,球2的带电荷量为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.由此可知(D)A.n=1B.n=4C.n=7D.n=10解析:由题,三个金属球相同,当球3先与球2接触后,球2与球3带电荷量均为;球3再与球1接触后,两球带电荷量均为q或q.由于1,2之间作用力的大小仍为F,根据库仑定律分析可知两球带电荷量乘积不变,有nq2=q,解得n=10;或有nq2=q,解得n=6,故D正确.13.(2019广东珠海校级月考)如图所示,真空中的两带电小球(可看做是点电荷),通过调节悬挂细线的长度使两小球始终保持在同一水平线上,下列说法正确的是(D)A.若只增大r,则T1,T2都增大B.若只增大m1,则1增大,2不变C.若只增大q1,则1增大,2不变D.若只增大q1,则1,2都增大解析:m1,m2受力如图所示,由平衡条件可知,=tan 1,=tan 2,且F=F=k.若只增大r,则库仑力变小,1,2均变小,由T1=,T2=,T1,T2都减小,故A错误;若只增大m1,而F不变,则1减小,2不变,故B错误;若只增大q1,库仑力增大,则1,2都增大,故C错误,D正确.14.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,分别为30和45,则为(C)A.2B.3C.2D.3解析:对小球A的受力分析如图所示,可得F=Gtan ,由库仑定律得F=,式中r=lsin (l为细线长).由以上各式可解得qB=,因为qA不变,则=2.故选项C正确.15.真空中相距3 m的光滑绝缘平面上,分别放置两个电荷量为-Q,+4Q的点电荷A,B,然后再在某一位置放置点电荷C,这时三个点电荷都处于平衡状态,求C的电荷量以及相对A的位置.解析:根据题意,三个点电荷中每个点电荷都处于平衡状态,由此可知,三个点电荷应位于同一条直线上,设A,B如图放置,为保证三个点电荷都平衡,经代入数据分析可知,C应放在A,B延长线左侧,且C带正电,设为qC,A,B之间距离为r,A,C之间距离为r.则以A为研究对象,k=k以B为研究对象,k=k以C为研究对象,k=k由以上任意两个方程可得出qC=4Q,r=r=3 m.答案:4Q在A左侧,距A 3 m处16.如图所示,电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电的电荷量为q2、质量为m的小球,从轨道的A处无初速度释放,求:(1)小球运动到B点时的速度大小;(2)小球在B点对轨道的压力.