高中物理 1-2 库仑定律 课后强化作业（含解析）新人教版选修3-1

【成才之路】-学年高中物理1-2库仑定律课后强化作业（含解析）新人教版选修3-11．(·安庆高二检测)下列关于点电荷的说法，正确的是()A．点电荷一定是电量很小的电荷B．点电荷是一种理想化模型，实际不存在C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷答案：B解析：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时，这样的带电体才可以看成点电荷，所以A、C、D错，B正确。2．如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定()A．两球都带正电B．两球都带负电C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力D．两球受到的静电力大小相等答案：D解析：两个带电体之间存在着排斥力，故两球带同号电荷，可能都带正电，也可能都带负电，故选项A、B都错。静电力遵从牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，故C项错，D项对。3．(·盘锦市高二检测)关于库仑定律的公式F＝keq\f(Q1Q2,r2)，下列说法中正确的是()A．真空中两个电荷中，大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B．当真空中两个电荷间距离r→0时，它们间的静电力F→∞C．当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了D．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了答案：D解析：由牛顿第三定律可判A错。当r→0时，库仑定律不再适用B错D对。当r→∞时，库仑定律适用，C错。只有D选项正确。4．(·天水市第一中学高二检测)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，距离减少为原来的1/3，它们之间的相互作用力变为()A．F/3B．FC．9FD．答案：D解析：由库仑定律公式F＝keq\f(q1q2,r2)可知，它们之间的作用力变为81F，故D项对。5．(·平度高二检测)如图所示，可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为()A．2B．3C．4D．5答案：AC解析：小物体A必定受到两个力作用，即重力和B对它的库仑力，这两个力方向相反，若两者恰好相等，则A应只受这两个力作用。若向上的库仑力小于A的重力，则A还将受到斜面的支持力，这三个力不能平衡，用假设法可得A必定也受到了斜面的静摩擦力，所以A受到的力可能是2个，也可能是4个，选A、C。6．(·咸宁高二期中调研)两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()A．F＝keq\f(q1q2,3R2) B．F>keq\f(q1q2,3R2)C．F<keq\f(q1q2,3R2) D．无法确定答案：D解析：因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布。当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3R，如下图所示，所以静电力可能小于keq\f(q1q2,3R2)，也可能大于keq\f(q1q2,3R2)，故D正确。7.如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是()A．F1B．F2C．F3D．F答案：B解析：如图，电荷c受a、b的库仑力分别为Fa、Fb，因a的电荷量小于b的电荷量，所以Fa<Fb，由几何知识和平行四边形定则可知，Fa、Fb的合力如图，故B正确。8．把质量2g的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q＝4.0×10－6C的带电球B靠近当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成α＝45°角。试求：(1)B球受到的库仑力多大？(2)A球带电荷量是多少？答案：(1)2×10－2N(2)5.0×10－8C解析：(1)带负电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零。因此mg－Tcosα＝0①F′－Tsinα＝0②②÷①得F′＝mgtanα＝2×10－3×10×1N＝2×10－2N。根据牛顿第三定律有F＝F′＝2×10－2N，(2)根据库仑定律F′＝keq\f(qQ,r2)∴q＝eq\f(F′r2,kQ)＝eq\f(2×10－2×0.32,9×109×4.0×10－6)C＝5.0×10－8C。能力提升1．(·盘锦市高二检测)两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球a和b，分别带有等量异种电荷，被固定在绝缘水平面上，这时两球间静电引力的大小为F。现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球C先与a球接触，再与b球接触后移去，则a、b两球间静电力大小变为()A．F/2 B．F/4C．3F/8 D．F答案：D解析：由题意知F＝keq\f(q2,r2)F′＝keq\f(q2,8r2)所以F′＝eq\f(F,8)，选项D正确。2.如图所示，两个点电荷，电荷量分别为q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C，两者固定于相距20cm的a、b两点上，有一个点电荷q放在a、bA．距a点左侧40cm处 B．距a点右侧8cm处C．距b点右侧20cm处 D．无法确定答案：A解析：根据平衡条件，它应在q1点电荷的左侧，设距q1距离为x，由keq\f(q1q,x2)＝keq\f(q2q,x＋202)，将q1＝4×10－9C、q2＝－9×10－9C代入，解得x＝40cm，故A项正确。3．(·寿光高二质检)不带电的金属球A的正上方有一点B，该处有带电液滴自静止开始落下，到达A球后电荷全部传给A球，不计其他阻力的影响，则下列叙述中正确的是()A．第一个液滴做自由落体运动，以后的液滴做变加速直线运动，而且都能到达A球B．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，速度为零C．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，开始做匀速运动D．一定有液滴无法到达A球答案：D解析：液滴落在A上后，A上的电荷量变多，A球与液滴间斥力逐渐增大，设某液滴下落过程中在库仑力和重力作用下，先加速再减速到达A球时速度刚好为零，则以后再滴下的液滴将无法到达A球。4．(·沈阳高二检测)如图所示，光滑水平面上固定金属小球A，用原长为L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有()A．x2＝eq\f(1,2)x1 B．x2＝eq\f(1,4)x1C．x2>eq\f(1,4)x1 D．x2<eq\f(1,4)x1答案：C解析：以B球为研究对象，因B球先后平衡，于是有弹簧弹力等于库仑力，则漏电前，有：k0x1＝keq\f(q2,L0＋x12)漏电后，有：k0x2＝keq\f(\f(1,2)q2,L0＋x22)联立解得：eq\f(x1,x2)＝eq\f(4L0＋x22,L0＋x12)由于L0＋x2<L0＋x1，则eq\f(x1,x2)<4，故选C。5．如图所示，两个质量分别为m1和m2的小球各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带电量＋q1和＋q2时，两丝线张开一定的角度，下列哪些情况是可能的()A．若m1＝m2，则α1＝α2B．若m1>m2，则α1>α2C．若m1<m2，则α1>α2D．若m1＝m2，且q1>q2，则α1>α2答案：AC解析：两球所受库仑力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，小球越轻，偏离平衡位置的角度越大，所以选项A、C正确。6．(·微山一中高二月考)如图所示，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态，地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A．大于N＋F B．等于NC．等于N＋F D．小于N答案：A解析：b球上升过程中，具有向上的加速度，整个系统处于超重状态，选项A正确。7．(·昌乐高二检测)光滑绝缘导轨，与水平面成45°角，两个质量均为m，带等量同种电荷的小球A、B，带电量均为q，静止于导轨的同一水平高度处，如图所示。求两球之间的距离。答案：qeq\r(\f(k,mg))解析：设两球之间的距离为x，相互作用的库仑力为F，则：F＝keq\f(q2,x2)由平衡条件得：Fcos45°＝mgsin45°由以上两式解得：x＝qeq\r(\f(k,mg))8．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们间的距离为r，与平面间的动摩擦因数均为μ。求：(1)A受的摩擦力为多大？(2)如果将A的电量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了多远距离？答案：(1)keq\f(Q2,r2)；(2)均为s＝eq