库仑定律 同步练习 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2库仑定律1.如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m、带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，丝线BC长度为，AC两点间的距离为2L.当小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角，带电小球可视为质点，重力加速度为g.下列说法正确的是()A.丝线对小球B的拉力为B.两小球之间的库仑斥力为mgC.小球A的带电荷量为D.如果小球A漏电导致电量减少少许，丝线拉力变大2.如图所示，真空中两个完全相同的绝缘带电金属小球A、B(均可看作点电荷)，分别带有－Q和+Q的电荷量，两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，则它们间的静电力大小为()A.F B.F C.F D.F3.真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是()A.若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为B.若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于C.若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于D.若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于4.放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球，均可视为点电荷，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止，如图所示，若A的电荷量保持不变，B由于漏电而下降少许重新平衡，下列说法正确的是()A.A对筒底的压力不变 B.B对筒壁的压力不变C.间的库仑力变小 D.系统的电势能减小5.如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B固定在悬挂点正下方，均视为点电荷，轻绳与竖直方向成，小球静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力大小为()A. B. C. D.6.真空中有两个固定的带负电的点电荷，其电量，点电荷q置于连线上某点时，正好处于平衡，则()A.q离比离远 B.q离比离近C.q一定是正电荷 D.q一定是负电荷7.两个相同的带同种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1:5，相距为r时库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为3r处，则此时库仑力的大小为()A. B. C. D.8.半径相同的两个金属球带有等量的电荷，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小为F，今让第三个半径相同的不带电的金属球C先后与两球接触后移开，这时，两球之间的相互作用力的大小为()A. B. C. D.9.中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，假设三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示，则下列四幅图中能正确表示出各夸克所受静电力的是()A. B.C. D.10.两个半径为R的球所带电荷量分别为和，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()A. B. C. D.无法确定11.三个相同的金属小球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2q，球2的带电荷量为nq，均为正电荷。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，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知()A. B. C. D.12.如图所示在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电带电。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为()A.正，B的右边0.4m处 B.正，B的左边0.2m处C.负，A的左边0.2m处 D.负，A的右边0.2m处13.如图所示，质量均为m、带等量异种电荷的A、B两个小球放在光滑绝缘的固定斜面上，给B球施加沿斜面向上、大小为（g为重力加速度）的拉力，结果A、B两球以相同的加速度沿斜面向上做匀加速运动，且两球保持相对静止，两球间的距离为L，小球大小忽略不计，斜面的倾角，静电力常量为k。求：（1）两球一起沿斜面向上做加速运动的加速度大小；（2）A球所带的电荷量。14.关于库仑定律，下列说法中正确的是()A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B.根据，当两电荷间的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C.若点电荷的电荷量大于的电荷量，则对的静电力大于对的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律15.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。从静止同时释放小球，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A.速度变大，加速度变大 B.速度变小，加速度变小C.速度变大，加速度变小 D.速度变小，加速度变大

答案以及解析1.答案：C解析：A.由题意可知所以AB与BC垂直，两小球之间的距离为对小球B进行受力分析如图由平衡条件得，丝线对小球B的拉力为故A错误；B.两小球之间的库仑斥力为故B错误；C.由可知故C正确；D.由相似三角形可知若A缓慢漏电，两球间的库仑力减小，丝线的拉力大小不变，故D错误。故选C。2.答案：B解析：真空中两个静止点电荷间的静电力大小为现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触再与B接触，然后移开C则有故B正确，ACD错误。故选B。3.答案：C解析：带同种电荷的两金属球，由于同种电荷相互排斥，所带电荷量集中在两球的外侧，电荷与电荷的等效距离大于3r；由库仑定律可知，实际库仑力一定小于距离是3r时计算出的库仑力，故AB错误；带异种电荷的两金属球，由于异种电荷相互吸引，所带电荷量集中在两球的内侧，电荷与电荷的等效距离小于3r；由库仑定律可知，实际库仑力一定大于距离是3r时计算出的库仑力，故C正确，D错误。故选C.4.答案：A解析：A.对系统由整体法可知，A对筒底的压力不变，故A正确；BC.对球B受力分析如图所示当B球下降时，与水平方向的夹角α变小，在竖直方向上有当α变小时，是变大的，而显然变大，故BC错误；D.因为B下降后更靠近A球，克服库仑斥力做功，系统电势能增大，故D错误。故选A。5.答案：A解析：根据库仑定律可得A正确；或根据平衡可得CD错误。故选A。6.答案：A解析：AB.对点电荷q，根据库仑定律又可得q离比离远，故A正确，B错误；CD.点电荷q置于连线上某点时，正好处于平衡，根据平衡条件可知，点电荷q受到的合力为零。当点电荷q在中间时，q可以是正电荷，也可以是负电荷，故CD错误。故选A。7.答案：B解析：若其中一个小球带的电荷量为Q，则另一个小球带的电荷量为5Q，根据库仑定律有两小球接触后再分开，则二者带的电荷量分别为3Q，根据库仑定律有F′则可得出故选B。8.答案：A解析：依题意，可知两小球带等量异种电荷，设A小球的带电量为，B小球为，有第三个半径相同的不带电的金属小球先后与两球接触后移开，根据电荷守恒定律，可得A小球所带电荷量变为B小球所带电荷量变为可得此时两小球之间的库仑力大小为故选A。9.答案：B解析：对电荷量为的上夸克分析，它受到电荷量为的两个下夸克等大的静电力作用，由对称性及静电力的叠加原理得，上夸克所受静电力竖直向下；对电荷量为的下夸克分析，另一个下夸克对它的静电力为，上夸克对它的静电力，方向沿着连线方向，因为，故F与的合力方向竖直向上，且有，如图所示同理可知，另一个下夸克所受静电力的合力也竖直向上。综上所述，B正确。10.答案：D解析：因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布。当两球带同种电荷时，相互排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当两球带异种电荷时，相互吸引，电荷分布于最近的两侧，电荷中心距离小于3R，如图（a）、（b）所示。所以静电力可能小于，也可能大于，所以D选项正确。11.答案：C解析：设球1、2之间的距离为R，则球1、2之间的作用力为；球3与球2接触后，它们带的总电荷量平分，均为，然后球3再与球1接触，它们带的总电荷量平分，均为，将球3移至远处后，球1、2之间的作用力为；联立以上两式解得，故C正确，A、B、D错误。12.答案：C解析：要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，带负电。设C在A左侧距Ax处，由于处于平衡状态，所以，解得，选项C正确。13.答案：（1）（2）解析：（1）将A、B视为整体，两球一起沿斜面向上做加速运动，设加速度为a根据牛顿第二定律有：解得（2）设A球的带电荷量为q，对A球，根据牛顿第二定律有：解得14.答案：D解析：只有带电体的大小和形状等对电荷间的作用影响很小时，带电体才能视为点电荷，故A错；当两个带电体之间的距离趋近于零时，不能再被视为点电荷，公