9.2库仑定律-同步练习2(新教材人教版必修三)

人教版（2019）高中物理必修三第九章静电场及其应用•第二节库仑定律同步练习一、单选题.关于两点电荷之间相互作用力的大小，下列说法中正确的是（ ）A.两点电荷的电荷量越小，相互作用力越大B.两点电荷间距离越大，相互作用力越大C.当两点电荷间的距离不变时，点电荷的电荷量越大，相互作用力越小D.当两点电荷的电荷量不变时，点电荷间的距离越小，相互作用力越大.库仑定律与万有引力定律都是平方反比定律，某些问题中需要同时考虑万有引力和库仑力。如图所示,有一质量分布均匀的星球，带有均匀分布的大量负电荷，一带电微粒在离该星球表面一定高度处恰好处于静止状态。若给该微粒一个如图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法中正确的是（ ）A.微粒带正电A.微粒带正电B.微粒将做匀速直线运动C.微粒将做圆周运动C.微粒将做圆周运动D,微粒将做平抛运动.带电荷量为+2。和带电荷量为-4。的两个完全相同的小球，相距为［时两小球间的静电力大小是凡现F_在将两球接触后，使其距离变为"，此时A、B两球之间的库仑力的大小是（ ）F_9F

B.——

8.如图所示，三个点电荷.4、B、。分别位于等腰三角形的三个顶点上，已知X、5带等量正电荷，，受到的静电力如图中的心所示，则（A.C带负电且电量的绝对值大于5电荷的带电量B.C带负电且电量的绝对值小于5电荷的带电量C.。带正电且电量的绝对值大于5电荷的带电量D.C带正电且电量的绝对值小于5电荷的带电量TOC\o"1-5"\h\z5.带电量分别为2夕和-4q的两个点电荷，相距为7•时相互作用力大小为E将它们接触后，距离减少为（,则两个点电荷间的相互作用力大小为（ ）Z7 ETA.2F B. F C. — D.—2 4.如图所示，等腰直角三角形a5c的三个顶点上固定着带电荷量分别为。］、q和2的点电荷，点电荷q受到的库仑力的合力厂垂直于A8斜向右下方，关于点电荷0］、0的电性及带电荷量之间的关系，下列说法正确的是（）A.电性相反，2=2乌 B.电性相反，。］二e2C.电性相同，2=22 D.电性相同，.如图所示，光滑绝缘水平面上有工、3、C三点,它们在同一直线上且：5C=1:2,在5处放一电荷量为。的点电荷，当在H处放一电荷量为+夕的点电荷时，在C处放一未知电量的点电荷，能使。处于静止状态，则。处所放点电荷的电性和电荷量分别为（ ）四？一AB CA.+2q B.+4q C.-2q D.一4q.库仑研究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关，做了如下实验：把一个带正电的物体固定，然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在［、P2、8处，发现情况如图所示，由此，归纳得出的初步结论正确的是（ ）A.电荷之间的作用力大小随距离增大而增大B.电荷之间的作用力大小与距离无关C.电荷之间的作用力大小随距离的增大先增大后减小D.由于小球平衡时丝线与竖直方向夹角在减小，所以电荷之间的作用力大小随距离增大而减小.如图所示，两条不等长的细线一端拴在同一点，另一端分别拴住两个带同种电荷的小球，电荷量分别为%、生，质量分别为?、当两小球处于于同一水平面时恰好静止，且则造成。、夕不相等的原因是（）B.B球和CB.B球和C球都带负电荷C.B球带负电荷，C球带正电荷B球带正电荷，C球带负电荷D.B球和C球都带正电荷A,nt<▲..真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为尸，如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而TOC\o"1-5"\h\z将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为（ ）A.— B.— C.4F D.16F16 4.如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中，三个带电小球质量相等，A球带负电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零，则（ ）.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，用指向墙面的水平推力产作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上，如图所示。若将小球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（）； 6煮A.推力尸变大 B.竖直墙面对小球A的弹力变小C.地面对小球B的支持力变大D.两个小球之间的距离不变二、填空题.如图所示，在倾角为4的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与月球连接。，4、B、C三小球的质量均为对，qvq>0,"=-夕（q已知）。当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为鼠5球所受的库仑力大小是—，相邻两小球间距为 .如图所示，O为带正电的导体球，用绝缘丝线将一个带电小球分别悬挂在，4、B、C三个位置，调节丝线长度，使带电小球与导体球O的球心保持在同一水平线上，小球静止时的状态如图所示。可推断：小球带（选填“正”或“负”）电荷；悬挂在（选填“工”“5”或"C”）位置时小球受到的电场力最大。.如图，是探究影响电荷间相互作用力的因素的实验图，这个实验目的是研究电荷间的相互作用力的大小和的关系，该实验采用的实验方法是o.光滑斜面上用平行斜面的细线拴住一个带电小球A,地面上用杆固定住带电小球B.AB在同一水平而。若斜面对小球A无支持力，则AB带电荷；若细线对小球A无拉力，则AB带电荷。（均选填“同种”“异种，，三、实验题.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关。他选用带正电的小球工和瓦上球放在可移动的绝缘座上，5球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示.实验时，先保持两球电荷量不变，使,4球从远处逐渐向5球靠近，观察到两球距离越小，方球悬线的偏角越大：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，3球悬线的偏角越大。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的而增大，随其所带电荷量的而增大。此同学在探究中应用的科学方法是（选填“累积法””等效替代法“，控制变量法”或“演绎法”）。.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。ITT步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的尸1、尸2、尸3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。⑴实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而o（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）若物体A的电荷量用。表示，小球的电荷量用q表示、质量用加表示，物体与小球间的距离用d表示,静电力常量为左，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正

切值为 .(1)卡文迪许通过实验研究得出万有引力恒量的实验装置示意图是图；库仑通过实验研究得出电荷之间相互作用力规律的实验装置示意图是图，b(2)卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量7。为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施A.减小石英丝的直径 8增大丁型架横梁的长度利用平面镜对光线的反射D,增大刻度尺与平面镜的距离参考答案D【详解】根据库仑定律可知，两点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘枳成正比，与它们的距离的二次方成反比。故选D,B【详解】带电微粒处于静止状态时，所受的万有引力与库仑力平衡。根据库仑定律有罩万有引力厂厂Mm根据平衡条件，有尸产产土即k丝=G"

r厂当距离7•变化时，万有引力与库仑力一直平衡，故微粒的合力为零，做匀速直线运动，故ACD错误，B正确。故选B。D【详解】根据库仑定律，开始时―20428叱

L2L2将两球接触后两球各带电量为=-Q则库仑力故选D。C【详解】将A电荷受到的电场力尸八，沿着1C方向和垂直lC方向正交分解，可知在该方向上受电场力沿着C4方向,A、C间是排斥力，因此C带正电荷：若B、C带电量相等，根据对称性，A电荷受力应该竖直向上，现在A受力向左偏，因此C的带电量大于B的带电量。故选C。C【详解】由库伦定律可得将它们接触后，由库伦定律可得故选c。B【详解】ABCD.根据题意可知，2与q相互排斥，色与勺相互吸引，。］、。1的电性相反。设AC=8C=/,则A5=>/力，根据库仑定律得.一kQM

1-(WF-k必qsm45。」

后代入解得2=属2故ACD错误，B正确。B【详解】由库仑定律k"=k驾

广(2疗解得％=4夕，必须带正电，B正确，ACD错误。故选B。D【详解】当带电小球远离带正电的物体时，悬挂的小球离物体越远，由于小球平衡时丝线与竖直方向夹角在减小,所以电荷之间的作用力大小随距离增大而减小：故选D。A【详解】对两个球受力分析，均受重力、拉力和静电斥力，如图所示不管电荷量大小如何，静电斥力F二尸都相同，故电荷量关系不影响角度a和6根据平衡条件，有机送=;一

tanaF'S=丁/

tan/?

由于尸=尸，90°>a>/?,故州〈叫口故A正确，BCD错误。故选A。D【详解】电荷量未改变之前F=k峥

r当电荷量都变为原来的4倍时/=攵^4^=16&缗=16尸r r故选D°D【详解】A.如果B球和C球都带负电荷，则A、B、C三球相互排斥，此时细绳上有了拉力，不符合题意，A错误；B.如果B带正电荷，C带负电荷，则B球受到A和C的库仑力的合力方向是向右斜上方，B球受力不再平衡，不符合题意，B错误；C.如果B球带负电荷，C球带正电荷，A球对B排斥，C球对B球吸引，A、C球对B球的库仑力的合力斜向下，若B球能平衡，AB球间细绳上有拉力，不符合题意，C错误；D.如果B球和C球都带正电荷，B球受重力及A、C对B球的库仑力而处于平衡状态；如下图所示，则A、C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；同理，C球受力也处于平衡状态，符合题意，而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A,C对B的库仑力应指向B的左侧；因此A球带负电，则B、C球都应带正电，故D正确。故选D.B【详解】D.受力分析如图，对A球F斥COS痴7Ag由于B球向左运动，8减小，cos。增大，故尸*减小，由工_kq中可知，两球间的距离7・增大，故D项错误。A.对B球F=F斥sing因尸斥减小，e减小，故尸减小，故a项错误；B.对A、B构成的整体：水平方向F=Fn2可见竖直墙壁对小球A的弹力变小，故B项正确：C.竖直方向Fm=niAg+JfiBg可见地面对小球B的弹力尸ni不变，故C项错误；故选Bc【详解】[1]对C分析，受重力、支持力和一方的库仑力，则的库仑力之和沿斜面向上，又5距离C近，给。的库仑力大，则C球带正电，设小球间距为。，对。k-k*lc=Mgsilla

标(2所对3kl-k=Mgsiiia

crcr联立解得4⑵代入k^--k"%,=Mgsina

a2(2a)2解得3k

a=q 77Mgsin。.正A【详解】⑴小球受到正电荷的排斥力，则可推断小球带正电荷；⑵两电荷相距越近则静电力越大，可知悬挂在,4位置时小球受到的电场力最大。.两点电荷间距控制变量法【详解】⑴由题图可看出，本实验改变了电荷间的距离，没有改变电荷量的大小，所以这个实验的目的是研究电荷间的相互作用力的大小和两点电荷之间距离的关系。⑵探究影响电荷间相互作用力的因素有电荷电量的大小和电荷之间的距离，研究一个变量与多个变量之间的关系时，采用的实验方法是控制变量法。.异种同种【详解】[1]若斜面对小球A无支持力，说明AB互相吸引，则AB带异种电荷。⑵若细线对小球A无拉力，说明AB互相排斥，则AB带同种电荷。.减小；增大；控制变量法【详解】⑴对小球5进行受力分析，可以得到小球受到的电场力尸=〃?gtane,即5球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使H球从远处逐渐向5球靠近，观察到两小球距离越小，5球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；⑵两小球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，5球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大：

［3］先保持两球电荷量不变，使工球从远处逐渐向3球靠近，这是只改变它们之间的距离；再保持两小球距离不变，改变小球所带的电荷量，所以这采用的方法是控制变量法。18.减小18.减小必mgd2【详解】实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大；随着距离的增大，细绳与竖直方向的夹角减小，可知电荷之间的静电力减小。（2）［2］小球偏离竖直方向的角度的正切值为k逗cF A- kqQtail0=——=Cl=