人教版高中物理必修第三册第九章静电场及其应用9-2库仑定律练习含答案

第九章静电场及其应用2库仑定律【基础巩固】1.真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力的大小将变为原来的()A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍答案:B2.如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球.同时从静止释放两个小球,则两小球的加速度大小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,加速度变大解析:因小球间的静电力与小球的运动方向相同,故小球将一直做加速运动;又由于两小球间距离增大,所以它们之间的静电力越来越小,加速度越来越小,选项C正确.答案:C3.如图所示,某同学为研究静电力大小的影响因素,用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上O点,细线长度远大于小球直径,在O点正下方固定一带电小球B.两球静止时,细线与竖直方向呈一定夹角.某时刻起,小球A缓慢漏电,开始在竖直平面内缓慢运动,在小球A运动过程中,细线的拉力大小变化情况是()A.一直增大 B.一直减小C.一直不变 D.先增大后减小答案:C4.有三个完全一样的金属小球A、B、C,A的电荷量为+7q,B的电荷量为-q,C不带电,将A、B分别固定起来,此时A、B间的相互作用力的大小为F,然后让C球反复与A、B球接触,最后移去C球,则最终A、B球间的相互作用力的大小约为()A.79F B.97F C.47F 答案:C5.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,电荷量分别为-4Q和+Q,现引入第三个点电荷C,使三个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l2C.-4Q,在B右侧距B为l处D.+2Q,在A右侧距A为3l解析:根据电荷规律可知,C应放在B的右侧,且与A电性相同,带负电.由FAB=FCB,得k4Q2l2=kQCQrBC2;由FAC=FBC,得k4QQC(r答案:C6.设某星球带负电,一带电粉尘悬浮在距该星球表面1000km的地方,若将同样的带电粉尘带到距该星球表面2000km的地方相对于该星球无初速度释放,该星球的半径远小于1000km,则此带电粉尘()A.向星球下落 B.仍悬浮C.推向太空 D.无法判断解析:设粉尘距星球球心为r,粉尘质量为m,星球质量为m0,粉尘电荷量为q,星球电荷量为Q,当r=1000km时,kQqr2=Gm0mr2,所以kQq答案:B7.(2022·上海卷)如图所示，水平面上有一带电荷量为Q的均匀带电圆环,圆心为O.其中央轴线上距离O点为d的位置有一带电荷量为q的点电荷.若点电荷受到的静电力为F,则FkQqd2(k为静电力常量)(选填“>”“<”或“=”).静电力常量k的单位可表示为解析:将带电圆环平均分成无数份,每份都可以看成点电荷,且与点电荷q的距离为l=d2+r2,根据对称性可知,圆环上的电荷对点电荷q的静电力的水平分量被抵消,只剩竖直分量,且距离大于d,因此F<kQqd2.用“SI单位制”中的基本单位表示力的单位是kg·m/s2,距离的单位是m,电荷量的单位是A·s,故静电力常量k的单位可表示为kg·m答案:<kg·m3·s-4·A-2【拓展提高】8.(多选)同一水平直线上依次排列的三个点电荷甲、乙、丙,它们的电荷量分别为q1、q2、q3,三个点电荷恰好都处于平衡状态,水平方向除相互作用的静电力外不受其他力作用.已知甲、乙间的距离是乙、丙间距离的2倍.下列说法正确的是()A.若甲、丙为正电荷,则乙为负电荷B.若甲、丙为负电荷,则乙为正电荷C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36答案:ABC9.如图所示,A、B、C为真空中的三个带电小球,B球的电荷量为+Q,用绝缘支架固定,A、C两小球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三小球球心等高,且A、B和B、C间距离相等,悬挂A小球的细线向左倾斜,悬挂C小球的细线沿竖直方向,则()A.A、B、C三小球带同种电荷B.A、C两小球带异种电荷C.A小球的电荷量为-4QD.C小球的电荷量为+4Q解析:根据平衡条件可知,因B球带正电,要使A、C两球平衡,A、C两球一定带负电,故选项A、B、D错误.对C小球进行分析,A、C间的距离是B、C间的距离的2倍,由库仑定律,则有kQQCr2=kQA答案:C10.如图所示,固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B,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.若筒壁竖直,A的电荷量保持不变,B由于漏电而下降少许后重新平衡.下列说法中正确的是()A.小球A、B间的静电力变小B.小球A、B间的静电力不变C.小球A对筒壁的压力变小D.小球A对筒底的压力不变解析:根据题意,对B进行受力分析,如图所示.由平衡条件有F静cosθ=mBg,解得,小球A、B间的静电力F静=mBB下降,θ角变大,cosθ变小,静电力F静变大,选项A、B错误.根据题意,对A进行受力分析,如图所示.由平衡条件有,筒壁对小球A的支持力为FN=F静·sinθ,由于F静和sinθ都变大,故FN变大,由牛顿第三定律可知,小球A对筒壁的压力变大,选项C错误.以整体为研究对象可知,筒底对A球的支持力大小等于A、B两球的重力,由牛顿第三定律可知,A球对筒底的压力也等于A、B两球的重力,保持不变,故选项D正确.答案:D11.如图所示,A、B两小球带等量异种电荷,电荷量为q,A球被一根绝缘轻绳系于O点,B球固定在绝缘轻杆上,两球稳定时位于同一高度,轻绳与竖直方向夹角为60°.已知两球质量均为m,重力加速度为g,静电力常量为k.则下列说法正确的是()A.A、B两球距离为kB.a绳拉力大小为3mgC.B球对轻杆的作用力大小为2mgD.若B球电荷量变为原来的2倍,稳定后,A、B间静电力大小变为原来的2倍解析:对A球受力分析,受重力mg、绳的拉力FT和静电力F,由平衡条件得FTsin60°=F=kq2r2,FTcos60°=mg,解得F=3mg,FT=2mg,r=kq23mg,故选项A、B错误;对B球受力分析,受重力mg、静电力F和轻杆的作用力FN,由平衡条件得FN=F2+(mg答案:C【挑战创新】12.如图所示,小球A用两根等长的绝缘细绳a、b悬挂在水平天花板上,两绳之间的夹角为60°.A的质量为0.1kg,电荷量为2.0×10-6C.A的正下方0.3m处固定有一带等量同种电荷的小球B.A、B均可视为点电荷,静电力常量k=9×109N·m2/C2,g取10m/s2.求:(1)细绳a的拉力大小;(2)剪断细绳a的瞬间,细绳b的拉力大小和小球A的加速度大小.解析:(1)小球A、B之间的静电力F=kQ2r2,