最新201X学年物理人教版选修3-1-1.2库仑定律同步练习-教师用卷Word版含解析

1、309教育网库仑定律同步练习一、单选题1. 真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为 F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为()A. 16FB. 94FC. 32 FD. F2【答案】B【解析】解：由库仑定律可得：变化前：F=kQqr2 变化后：F'=k3Q3q(2r)2=94F，故B正确，ACD错误故选：B2. 真空中相距为r的两点电荷Q1、Q2，电量均为q，相互作用力为F.若要使相互作用力变为2F，可采用的方法是()A. Q1、Q2电量同时增大为2q，距离保持不变B. Q1电量增大为2q，Q2电量不变，距离保持不

2、变C. Q1、Q2电量不变，距离变为2rD. Q1、Q2电量不变，距离变为0.5r【答案】B【解析】解：根据库仑定律，则有：F=kq2r2；A、当Q1、Q2电量同时增大为2q，距离保持不变时，库仑力变为4F.故A错误B、当Q1电量增大为2q，Q2电量不变，距离保持不变时，库仑力变为2F.故B正确C、当Q1、Q2电量不变，距离变为2r时，则它们之间的作用力变为14F，故C错误D、当Q1、Q2电量不变，距离变为0.5r时，则它们之间的作用力变为4F，故D错误故选：B3. 将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A、B 分别固定在相距为r的两处(

3、均可视为点电荷)，它们间库仑力的大小为 F.现将第三个与 A、B 两小球完全相同的不带电小球 C先后与A、B 相互接触后拿走，A、B 间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为()A. FB. 15FC. 910FD. 14F【答案】B【解析】解：开始时由库仑定律得：F=k-2Q×5Qr2    当小球和A接触后，A球带电为-Q，再和B球接触时，先中和后总电量为4Q，故平分后B球带电为2Q，因此此时：F1=k-Q×2Qr2  由得：F1=F5，故ACD错误，B正确故选B4. 如图

4、所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则()A. 保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B. 保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0C. 保持Q不变，将q变为-q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D. 保持q不变，将Q变为-Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0【答案】B【解析】【分析】根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可本题主要考查了库仑定律及胡克定律的直接应用，要知道，电荷量

5、变化后库仑力要变化，距离变化后弹簧弹力会变化【解答】设弹簧的劲度系数为K，原长为x.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0，则有：Kx0=kQq(x+x0)2A、保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：Kx1=k2Qq(x+x1)2由解得：x1<2x0，故A错误；B、同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B正确；C、保持q不变，将Q变为-Q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C错误；D、保持Q不变，将q变为-q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误故选B。5

6、. 如图，真空中一条直线上有四点A、B、C、D，AB=BC=CD，只在A点放一电量为+Q的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异号的点电荷-Q放在D点，则()A. B点电场强度为34E，方向水平向右B. B点电场强度为54E，方向水平向左C. BC线段的中点电场强度为零D. B、C两点的电场强度相同【答案】D【解析】解：AB、只在A点放正电荷时，B点的场强为：E=kQr2 又将等量异号的点电荷-Q放在D点后，B点场强为：EB=kQr2+kQ(2r)2=5kQ4r2=54E，方向水平向右，故A错误，B也错误；C、BC线段的中点电场强度：E=kQ(3r2)2+kQ(3r2)20，故C错误；D、C

7、点场强为：EC=kQ(2r)2+kQr2=5kQ4r2=54E，方向水平向右，与B点的电场强度相同，故D正确；故选：D6. 如图，三个固定的带电小球a，b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，设小球a，b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()A. a，b的电荷同号，k=169B. a，b的电荷异号，k=169C. a，b的电荷同号，k=6427D. a，b的电荷异号，k=6427【答案】D【解析】解：根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a，b的电荷异号，对小球C受力分析

8、，如下图所示：因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此acbc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有：FaFb=acbc=43；而根据库仑定律，Fa=kQcqaac2，而Fb=kQcqbbc2综上所得，qaqb=43×4232=6427，故ABC错误，D正确；故选：D。7. 在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中，将一带电轻质小球挂在铁架台上，小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示.现增大小球的电荷量后仍挂在原处，丝线与竖直方向的夹角将()A. 增大B. 减小C. 不变D. 先减小再增大【答案】A【解析】解：由题意可知，当增大小球的电荷量时，根据库仑定律，则库

9、仑力增大，由平衡条件，则有：FCmg=tan，因此丝线与竖直方向的夹角增大，故A正确，BCD错误故选：A二、多选题8. 图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是()A. B. C. D. 【答案】AD【解析】解：A、对A球进行受力分析： 根据力的合成，可知道三个力合力可以为0，故A正确B、对A球进行受力分析： 根据力的合成，可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反.故B错误C、对A球进行受力分析： 根据力的合成，可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反.故C错误D、对A球进行受力分析： 根据力的合成，可知道

10、三个力合力可以为0，故D正确故选AD9. 两个相同的金属小球(均可视为点电荷)，带电荷量大小之比为1：3，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定在距离为r2的两处，则两球间库仑力的大小可能为()A. 13 FB. 43FC. 163 FD. 4F【答案】BC【解析】解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=kQ3Qr2，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的12，库仑力为F'=kQQ(r2)2，所以两球间库仑力的大小为43F. 两个相同的金属球各自带电，接触后再分

11、开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+2Q，距离又变为原来的12，库仑力为F'=4kQQ(r2)2，所以两球间库仑力的大小为163F，故BC正确，AD错误；故选：BC10. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷.现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示.如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较()A. 推力F将变大B. 竖直墙面对小球A的弹力变大C. 地面对小球B的支持力不变D. 两小球之间的距离变大【答案】CD【解析】解：A、B、C以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示 设

12、B对A的库仑力F与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：  N1=mAgtan，将小球B向左推动少许时减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小.故B错误再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：  F=N1   N2=(mA+mB)g 则F减小，地面对小球B的支持力一定不变.故A错误，C正确D、由上分析得到库仑力F库=mAgcos，减小，cos增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大.故D正确故选：CD11. 两个相同的金属小球，所带电荷量大小之比为1：7，相距r，两小球可视为点电荷，两者相

13、互接触后再放回原来位置上，则它们之间的库仑力大小与原来之比可能为()A. 4：7B. 3：7C. 16：7D. 9：7【答案】CD【解析】解：由库仑定律可得：F=kQqr2，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7.故CD正确，AB错误故选：CD12. 如图，倾角为的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一质量为m，带电量+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑，若在AB中点D的上

14、方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下，关于在物块下滑过程的分析正确的是()A. 在BA之间，物块将做加速直线运动B. 在BD之间，物块受到的库仑力先增大后减小C. 在BA之间，斜面对地面的压力有可能不变D. 在BA之间，斜面受到地面的摩擦力均为零【答案】BD【解析】解：A、开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，而库仑力对于物块是阻力，则导致其做减速运动，故A错误；B、根据库仑定律，则有在BD之间，电荷间的间距

15、先减小后增大，则物块受到的库仑力先增大后减小，故B正确；CD、开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的；根据牛顿第三定律，压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的；增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加，故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的；再对斜面体分析，受重力、故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零；从整体角度分析，在BA之间，因库仑斥力，导致斜面对地面的压力增大，故C错误，D正确；故选：BD三、计算题13. 如图所示，带电荷量分别为+q和+4q的两点电

16、荷A、B，相距L，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？【答案】解：(1)设电荷C离电荷A距离为x，那么电荷A对电荷C的静电力大小 FAC=kqq'x2；电荷B对电荷C的静电力大小 FBC=k4qq'(L-x)2，当kqq'x2=k4qq'(L-x)2时，电荷C处于平衡状态，因此x=L3 (2)要使三个点电荷都处于平衡状态，根据同种电荷相吸，异种电荷相斥；因此电荷C在AB连线之间，且必须带负电，答：在距AL3处放一个带负电的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态【解析】根据库仑定律和力的合成法则求解.再对于其中两个电荷研

17、究，由平衡条件分别列式求解我们可以去尝试假设C带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态.不行再继续判断14. 如图所示，把质量为310克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的正电小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为30，(取g=10m/s2，k=9.0×109Nm2/C2)求：(1)小球A带正电还是负电？(2)此时小球A受到的库仑力大小和方向？(3)小球A带的电量qA？【答案】解：(1)对A受力分析如下图所示：因B带正电，则A带负电；(2)根据共点力平衡条件，结合几何关系得到Tsin30=mgTcos30=F解得

18、：F=mgtan30=310×10-3×10×33=1×10-3N；即A球受的库仑力为1×10-3N.(3)根据库仑定律，有：F=kQqr2故：qA=Fr2kQB=1×10-3×0.0329×109×4×10-8=2.5×10-9C即A球的带电量是2.5×10-9C.答：(1)小球A带负电；(2)此时小球A受到的库仑力大小1×10-3N，方向水平向右；(3)小球A带的电量为2.5×10-9C.【解析】(1)依据受力分析，结合同种电荷相斥，异种电荷相吸，即可求解；(2)对小球A受力分析，受到重力、静电引力和细线的拉力，根据三力平衡求出静电引力；(3)根据库仑定律求解出小球A的带电量本题结合物体平衡考查了库仑定律的应用，属于简单基础题目，是一道考查基础知识的好题15. 如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电荷量为10-8C的正点电