2020-2021学年高二物理人教版(2019)必修第三册同步课时作业-(2)9.2库仑定律

word版高中物理word版高中物理/word版高中物理2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业（2）库仑定律一，选择题1.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2.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上和的电荷后，将它们固定在相距为的两点，它们之间库仑力的大小为。现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为的两点，它们之间库仑力的大小为，则与之比为()A． B． C． D．3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是()A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B.保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C.一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的eq\f(1,2)D.保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷间的距离减小为原来的eq\f(1,4)4.如图,三个固定的带电小球和c,相互间的距离分别为。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于的连线。设小球所带电荷量的比值的绝对值为k,则(

)A.的电荷同号,

B.的电荷异号,

C.的电荷同号,

D.的电荷异号,5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F,若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，则它们之间静电力的大小变为()A. B. C. D.6.如图所示,直径为L的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内,电荷量为的两个正点电荷分别置于半圆环的两个端点处,半圆环上穿着一带正电的小球(可视为点电荷),小球静止时位于P点,与间的夹角为α。若不计小球的重力,下列关系式中正确的是(

)A. B.

C. D.7.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为()A. B. C. D.8.如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，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eq\f(L,2)处C.－4Q在B右侧距B为L处D.＋2Q在A右侧距A为eq\f(3L,2)处9.如图所示，点电荷固定于边长为的正三角形的两顶点上，将点电荷（电荷量未知）固定于正三角形的中心，的电荷量均为。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷，且的电荷量，点电荷恰好处于平衡状态。已知静电力常量为，不计各电荷受到的重力，下列说法正确的是（）A.若撤去，则将做匀加速直线运动B.的电荷量为C.若不改变的电性，仅改变其电荷量，将不再受力平衡D.若将的电荷量改为，则受到的合力大小10.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()A.F引＝Geq\f(m2,l2)，F库＝keq\f(Q2,l2) B.F引≠Geq\f(m2,l2)，F库≠keq\f(Q2,l2)C.F引≠Geq\f(m2,l2)，F库＝keq\f(Q2,l2) D.F引＝Geq\f(m2,l2)，F库≠keq\f(Q2,l2)11.如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是()A.A带正电，QA∶QB＝1∶8B.A带负电，QA∶QB＝1∶8C.A带正电，QA∶QB＝1∶4D.A带负电，QA∶QB＝1∶412.半径为r的两个相同金属球,两球心相距为L(),它们所带电荷量的绝对值均为q,则对它们之间相互作用的静电力F的说法,正确的是()A.带同种电荷时,B.不论带何种电荷,C.带异种电荷时,D.以上各项均不正确二，简答题12.如图所示，△abc处在真空中，边长分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。三个带电小球固定在a、b、c三点，电荷量分别为qa＝6.4×10－12C，qb＝－2.7×10－12C，qc＝1.6×10－12C。已知静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求c点小球所受库仑力的大小及方向。13.把质量为m的带负电小球A，用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r保持静止时，绳与竖直方向成α角。试求：(1)A球受到的绳子拉力多大？(2)A球带电荷量是多少？答案以及解析1.答案：D解析：A.库仑定律适用于点电荷，点电荷并不是体积很小的球体，故A错误。B.当两个点电荷距离趋于0时,两带电体已不能看出点电荷了,该公式，不适用了，故电场力并不是趋于无穷大，故B错误。C.两点电荷之间的作用力是相互的,根据牛顿第三定律,无论点电荷的电荷量与的电荷量大小如何,对的电场力大小上总等于对电场力。故C错误。D.库仑定律的表达式为,万有引力定律的表达为，故两表达式相似，都是平方反比定律，故D正确。故选：D2.答案：D解析：两个完全相同的金属小球相互接触后,带电荷量为,距离变为原来的两倍,根据库仑定律可知选项D正确3.答案：A解析根据库仑定律F＝keq\f(q1q2,r2)可知，当r不变时，q1、q2均变为原来的2倍，F变为原来的4倍，A正确；同理可求得B、C、D中F均不满足条件，故B、C、D错误。4.答案：D解析：对小球c所受库仑力分析,画出a对c的库仑力和b对c的库仑力,a对c的库仑力为排斥力,的电荷同号,b对c的库仑力为吸引力,电荷为异号,所以的电荷为异号。设与的夹角为θ,利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得,,,电荷量的比值,联立解得:,选项D正确。5.答案：A解析：由库仑定律可知，若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，则它们之间静电力的大小变为原来的，即，A正确.6.答案：A解析：对小球进行受力分析根据库仑定律：,①， ②小球在与垂直的方向平衡根据平衡条件有 ③联立①②③解得,故B、C、D错误，A正确。7.答案：C解析：设A、B两小球开始时的带电荷量均为Q距离为r，用一个不带电的同样小球C先后与A、B两小球接触，与A小球接触后，A、C两小球的带电荷量均为,C再与B小球接觖后，B、C两小球的带电荷量均为,由库仑定律知，接触前A、B两小球间的静电力为,C与A、B两小球接触后A、B两小球间的静电力为,故选项C正确。8.答案：C解析要使三点电荷处于平衡，可知C应放在B的右侧，且与A电性相同带负电，由FAB＝FCB得keq\f(4Q2,L2)＝keq\f(QCQ,req\o\al(2,BC))；由FAC＝FBC得keq\f(4QQC,（rBC＋L）2)＝keq\f(QQC,req\o\al(2,BC))；解得rBC＝L，QC＝4Q，故选项C正确。9.答案：BD解析：若撤去受到的合力会发生变化，做变加速运动，选项A错误；和对Q为引力，合力指向三角形的中心，所以带负电，和对Q的引力大小均为，由Q受力平衡有，解得，选项B正确；若Q的电荷量改变，和对Q的力同时按相同比例改变，Q将依然受力平衡，选项C错误；若将的电荷量改为，对Q的电场力大小均为，两力的夹角为120°，对Q的合力大小为，方向平行于的连线向右，再与对Q的力求合力，结果大小为，选项D正确。10.答案：D解析由于a、b两球所带的异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库≠keq\f(Q2,l2)。万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不能满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F引＝Geq\f(m2,l2)，所以D正确。11.答案：B解析要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电。设AC间的距离为L，则BC间的距离为2L。FBsin30°＝FA，即keq\f(QBQC,（2L）2)·sin30°＝eq\f(kQAQC,L2)，解得eq\f(QA,QB)＝eq\f(1,8)，故选项B正确。12.答案：AC解析：由于两球心间距离,不满足远大于r的条件,故两球不能看成点电荷,若两球带同种电荷,由于同种电荷相互排斥,则两球等效中心间的距离大于3r,此时库仑力,A正确;若两球带异种电荷,由于异种电荷相互吸引,则两球等效中心间的距离小于3r,此时库仑力,C正确.12.答案：7.2×10－11N，方向平行于ab连线向右解析如图所示，由几何关系知，ac⊥bc，△abc为直角三角形。a、b两电荷对c球的库仑力分别为Fac＝keq\f(qaqc,req\o\al(2,ac))＝5.76×10－11NFbc＝keq\f(|qb|qc,req\o\al(2,bc))＝4.32×10－11N由平行四边形定则得F＝eq\r(Feq\o\al(2,ac)＋Feq\o\al(2,bc))＝7.2×10－11Neq\f(Fbc,F)＝0.6，由几何关系知c点小球所受库仑