9.2库仑定律 同步练习（word版含答案）

2021—2022学年上学期高二物理必修第三册第九章静电场及其应用第二节库仑定律
一、选择题（本大题共8小题，9-12为多选题,每小题4分,选不全得2分,共48分）
下列说法中正确的是
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带电体
C. 根据可知，当时
D. 点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反的
在光滑绝缘的水平地面上有两个带同种电荷的小球，将两个小球由静止释放后，两小球之间的库仑力将
A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 无法确定
如图所示，质量分别是和带电量分别为和的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和，两小球恰在同一水平线上，那么
A. 两球带同种电荷
B. 大于
C. 小于
D. 所受库仑力小于所受的库仑力
关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是
A. 元电荷就是点电荷，二者没有区别
B. 元电荷的电量为，点电荷一定是体积很小的带电体
C. 元电荷可以是电子，也可以是质子
D. 元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷
两个完全相同的金属小球可视为点电荷，分别带有和的电荷量，当相距R时，它们之间的库仑力为F，若把它们接触后分开，当相距2R时，它们之间的库仑力是
A. ，斥力 B. ，斥力 C. ，引力 D. ，引力
关于“点电荷”，所体现的物理思想方法是
A. 微元求和 B. 控制变量 C. 理想模型 D. 等效替代
如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在、、的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．关于此实验得出的结论，下列说法中正确的是
A. 电荷之间作用力的大小与两电荷的带电性质有关
B. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关
C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电量无关
D. 电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关
图示的仪器叫做库仑扭秤，法国科学家库仑用此装置找到了电荷间相互作用的规律，装置中A、C为带电金属球，两球间静电力大小为F，B为不带电的平衡小球。现将C球电荷量减半，扭转悬丝使A回到初始位置，则A、C两球间静电力大小为
A. B.
C. F D. 2F
两个半径相同的均匀带电金属小球带电荷量之比为，相距为r，将两小球相互接触后再放回原来的位置处，则它们之间的相互作用力可能为原来的
A. B. C. D.
如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一带电小球N，另一带电小球M由绝缘支架支撑，当M向右移动时，N向左偏离竖直方向。下列说法正确的：
A. 若M带正电，则N带正电 B. 若M带正电，则N带负电
C. 若M带负电，则N带正电 D. 若M带负电，则N带负电
如图所示，带正电小球A固定在绝缘竖直墙上，另一个带正电、质量为m的小球B用绝缘细绳拴住，小球B在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止，且A、B两球处于离地面高度为h的同一水平面上。现将细绳剪断，下列说法正确的是( )
A. 小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动
B. 小球B在细绳剪断瞬间加速度等于g
C. 小球B在空中运动的时间大于
D. 小球B落地的速度大于
如右图所示，两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是
A. 若是同种电荷，
B. 若是异种电荷，
C. 若是同种电荷，
D. 不论是何种电荷，
二、填空题（本大题共2小题，每空6分,共24分）
如图所示，A、B是两个带电小球，A球固定在绝缘支架上，B球用绝缘细线悬挂于O点。平衡时细线与竖直方向的夹角为。若A球带正电，则B球带___________选填“正电”或“负电”。若增加A球所带的电荷量，则角将___________选填“变大”或“变小”。
如图所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为和的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上，可以使三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷的位置______选填“AB之间”“A左侧”或“B右侧”，电性为______选填“正”或“负”电荷。
三、计算题（本大题共2小题，每小题14分,共28分）
如图所示，把一带电量为的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角，取，，且A、B两小球均可视为点电荷，求：
、B两球间的库仑力；
球的质量。
在真空中有两个带正电的点电荷，电荷量均为，它们之间的距离，静电力常量．
问这两个点电荷之间的静电力是引力还是斥力？
求这两个点电荷之间的静电力大小．
参考答案
1.答案D
解析A、点电荷是指本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷，能否看作点电荷与物体本身大小、质量等无关，要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略，故A错误；
B、物体是否是点电荷与带电体的大小、体积、质量等因素无关，要看物体本身的大小与物体相互之间的距离能否忽略，故B错误；
C、当时，带电体不能看作点电荷，公式不再成立，故C错误；
D、由力的概念可知，点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反的，故D正确。
故选D。
2.答案B
解析：带同种电荷的两个小球，存在相互作用力斥力，它们之间的距离增大，根据库仑定律，它们之间库仑力大小为，因Q、q不变，r增大，F减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3.答案C
解析A.两球相互吸引必定是异种电荷，故A错误；
两球间的库仑力为相互作用力，由牛顿第三定律可知，无论电荷量是否相等都有库仑力大小相等，故无法判断电量的大小，故BD错误；
C.设两球间库仑力大小为F，对研究，得到，同理，对研究，得到，则，因，得到，故C正确。
故选C．
4.答案D
解析A.元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不同，故A错误；
B.元电荷是带电量的最小值，大小是 C，带电体能否看做点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，故B错误；
C.元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错误；
D.元电荷是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷，故D正确。故选D。
5.答案B
解析接触前，库仑力为：，
接触后分开，当相距2R时，两球带电量均为Q，则库仑力为：。
因为是带同种电荷，故它们之间的库仑力为斥力，故B正确，ACD错误
故选B。
6.答案C
解析在不需要考虑带电体本身的大小和形状时，用点电荷来代替带电体的方法，采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故C正确，ABD错误。
故选：C。
7.答案B
解析在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，故ACD错误，B正确。
故选B。
8.答案B
解析：A、C为带电金属球，两球间静电力大小为F，现将C球电荷量减半，扭转悬丝使A回到初始位置
根据库仑定律可知，库仑力变为，故B正确，ACD错误；
故选：B。
库仑定律的表达式的各字母的含义的理解，C球电荷量减半，距离不变，库仑力变为一半，即可得到正确结果。
库仑定律的理解，库仑扭秤实验装置在该题提供库仑力的情景，没有考察相应的物理学史。
9.答案CD
解析由库仑定律可得：得，
当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：
当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7，故CD正确，AB错误。
故选CD。
10.答案BC
解析通过对小球N受力分析可知，小球N受力平衡，因此M对N的作用力是吸引力，所以M和N带异种电荷，故AD错误，故BC正确。
故选BC。
11.答案D
12.答案AB
解析：AC、若是同种电荷，则出现相互排斥，导致电荷间距比r还大，因此库仑力，故A正确，C错误；
BD、当是异种电荷时，电荷间相互吸引，导致电荷间距比r还小，因此库仑力，故B正确，D错误。
故选：AB。
13.答案正电； 变大。
解析依据同种电荷相斥，可知，两球带同种电荷，则B球带正电；
由库仑定律知：；对B球受力分析，结合平衡条件，可知，；可见A的电荷量增大，变大。
故答案为：正电；变大。
14.答案B右侧 正
解析：A、B两点的电荷是固定的，故将另一个点电荷放在该直线上的合场强为零的位置，可以使它在电场力作用下保持静止。合场强为零的位置应该在B右侧。而后，对于B点的点电荷保持静止，说明两边各自有正电荷提供吸引力。
故答案为：B右侧，正电荷。
15.答案：由库仑定律得：
代入数据：
故AB两球间的库仑力为
由牛顿第三定律知，B所受库仑力与A所受库仑力大小相等，对A受力分析如下图所示：
根据物体平衡得：代入数据：
16.解：由于两个电荷是同种电荷，因此这两个点电荷之间的静电力是斥力。
根据库仑定律有：，
代入数据得：。
答：这两个点电荷之间的静电力是斥力．
这两个点电荷之间的静电力大小为。
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