同步分层练习（二）9.2库伦定律（解析版）-2023-2024高一下学期（2019人教版）

同步课时精练（二）9.2库伦定律（后附解析）一、基础过关（物理观念）1．下列说法正确的是（）A．点电荷就是体积很小的带电体B．点电荷就是带电荷量很小的点C．根据F＝kQ1Q2D．库伦得出了两电荷之间的作用规律答案：D解析：AB．不论带电体体积的大小如何，只要带电体的体积、形状、电荷分布情况对所研究问题的影响可以忽略，该带电体就可以看成点电荷，故AB错误；C．当两点电荷距离趋近无穷大时，带电体的体积、形状、电荷分布情况仍可忽略，仍可看成点电荷，库仑定律仍然适用，故C错误；D．库伦得出了两电荷之间的作用规律，故D正确。2．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的3倍，那么它们之间静电力的大小变为（）A．F9 B．9F C．F81 答案：B解析：根据为库仑定律公式F=kQq3．下列说法正确的是（）A．库仑定律F=kq1qB．元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的C．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分D．电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷答案：D解析：A．库仑定律是库仑用扭称实验测得的，库仑定律中的k并不是由此实验测出，故A错误；B．元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的，选项B错误；C．感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，选项C错误；D．电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷，选项D正确。4．如图，质量为m、带电量为q的小球B用绝缘细线悬挂，处于固定的带电体A产生的电场中，A可视为点电荷，B为试探电荷．当小球B静止时，A、B等高，细线偏离竖直方向的夹角为θ．已知重力加速度为g．则点电荷A在B处所产生的场强大小为（）A．mgtanθ B．mgsinθq 答案：D解析：小球处于平衡状态，受力如图：根据合成法，知电场力：F=mgtanθ解得：E=Fq=ABC.由上计算可知，ABC错误；D.由上计算可知，D正确．5．真空中有两个相同的金属球，相距为L，金属球的半径比L小得多，它们的带电量分别为-q和+5q，这时相互间的引力为F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为（）A．F B．4F5 C．5F4 答案：B解析：由库伦定律得F=k将这两个金属球相接触，然后分开，每一个小球所带的电荷量为2q，根据库伦定律得F故B正确，ACD错误。6．如图所示、光滑绝缘圆环轨道竖直固定，两个质量均为m，带等量同种电荷的小环a、b套在圆环轨道上。小环a固定在轨道上，初始时b处于静止状态，a、b之间距离为x（x小于轨道直径的长度）。小环b缓慢漏电，自图示位置开始缓慢下滑，则（）A．小环b对轨道的压力可能先指向圆心，后背离圆心B．小环b对轨道的压力的大小始终不变C．两小环之间的库仑力先增大后减小D．当小环b的电荷量为初始电荷量的一半时，a、b之间的距离也减半答案：B解析：ABC．对小环b受力分，如图所示根据平衡条件可知轨道对小环的支持力N与a对b的库仑力F的合力F设圆的半径为R,，a、b间的距离为labmgR=可得N=mg，F=可知小环b缓慢漏电，自图示位置开始缓慢下滑轨道对小环的支持力不变，方向始终指向圆心，故小环b对轨道的压力的大小始终不变，且方向始终背离圆心；由于a、b间的距离lab不断减小，故库仑力FD．设a、b的电量大小为q，在开始时两小环的库仑力为F=k若当小环b的电荷量为初始电荷量的一半时，a、b之间的距离也减半，此时的库仑力为F而整个过程中库仑力是不断减小的，故不符合要求，故D错误。7．如图所示，带电小球A、B所带的电荷量分别为QA、QB，都用长为L的丝线悬挂在O点．A球左侧为绝缘墙壁．A、B静止时相距为d（小球直径远小于d）．现将小球B的带电量减少一半，则下列说法正确的是（）A．丝线对小球的拉力T将减小 B．丝线对小球的拉力T大小不变C．两球间的斥力将增大 D．A、B间的距离将变为22答案：B解析：ABC.对B受力分析根据B受力平衡可得：G现将小球B的带电量减少一半，则d逐渐减小，可知F减小，T不变，故AC不符合题意，B符合题意；D.设A、B间的距离将变为d'，则G解得d'8．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A、B，左边放一个带电荷量为+Q的固定球时，两悬线都保持竖直方向。下列说法中正确的是（）A．A球带正电，B球带正电，并且A球带电荷量较小B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且B球带电荷量较小D．A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较小答案：B解析：存在+Q球时，对A、B受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，可得A球带负电，B球带正电，根据库伦定律，A球离固定球近，所以A球带电荷量较小，B球带电荷量较大，故B正确，ACD错误。9．相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(

)A．-q，在A左侧距A为L处B．-2q，在A左侧距A为12C．+4q，在B右侧距B为L处D．+2q，在B右侧距B为12答案：C解析：三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为正电，在B的右侧，设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为(L+r)，要能处于平衡状态，以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q，则有k4qQ解得r=L对点电荷A，其受力也平衡，则k解得Q=4q即C带正电，电荷量为4q，在B的右侧距B为L处。二、素养提升（科学思维）10．下列说法正确的是（

）A．地球表面上的物体所受重力的大小与物体运动的加速度有关B．用点电荷来代替实际带电体运用了理想模型法C．汽车上坡时换成低挡位，其目的是得到较大的牵引力D．电流有方向，因此在电路中电流是矢量E．一对作用力和反作用力对物体做功的代数和不一定为零答案：BCE解析：A．在地球表面上的物体都要受到重力作用，所受到的重力与物体的运动状态无关，也不管是否受其他力的作用，重力大小G=mg方向竖直向下．在地球上同一地点，同一物体重力具有确定值．A错误；B．点电荷是理想化的物理模型，是对实际带电体的简化，故B正确；C．汽车上坡时换成低挡位，根据：P=Fv可知速度减小，是增大牵引力，故C正确；D．电流有方向，但电流的运算不适用平行四边形定则，故不是矢量，故C错误；E．作用力与反作用力的特征是：等大反向，作用在两个物体上，可以都做正功，也可能都做负功，总功不一定为零，故E正确。11．三个小球a、b、c分别用三根绝缘细线悬挂在同一点O，细线的长度关系为Oa=Ob＜Oc，让三球带电后它们能静止在图中所示位置．此时细线Oc沿竖直方向，a、b、c连线恰构成一等边三角形，则下列说法正确的是A．a、b、c三球质量一定相等B．a、b两球所带电荷量一定相等C．a、b、c三球所受静电力大小一定相等D．细线Oa、Ob所受拉力大小一定相等答案：BD12．两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、qA．若m1>m2，则θ1C．若m1<m2，则θ1答案：BC解析：以m1为研究对象，对m1受力分析如图所示，由共点力平衡，得FTsinθ1=F斥FTcosθ1=m1g得tan同理对于质量为m2的小球有tan因为不论q1、q2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，大小相等，故tan由上式可知，若m越大，则tanθ越小，θ越小（θ＜π2），若m相等，则θ三、能力拓展（思维综合与归纳）13．如图，在真空中A点固定一点电荷+Q，将另一试探电荷+Q置于B点，它们相距L。已知静电力常量为k0（1）请判断两电荷之间的相互作用力是排斥力还是吸引力；（2）求试探电荷+Q所受电场力的大小。答案：（1）排斥力；（2）k解析：（1）两电荷都带正电相互作用力为排斥力；（2）由库仑定律得F=14．如图所示，把一带电荷量为Q=−5×10−8C,，质量为m=2×10−3kg的小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为q=+3×10（1）A、B两球间的库仑力大小；（2）A、B间的距离r。答案：（1）1.5×10−2N解析：（1）受力分析如图所示由平衡条件可得，A、B间的库仑力F（2）由库仑定律F则r=0.3m15．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10