9.2库仑定律同步练习（Word版含答案）

人教版物理必修三9.2库仑定律本节强化训练
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
对于由点电荷产生的电场,下列说法正确的是
A. 电场强度的定义式仍成立，即，式中的就是产生电场的点电荷的电荷量
B. 在真空中，电场强度的表达式为，式中就是产生电场的点电荷的电荷量
C. 在真空中，，式中是试探电荷的电荷量
D. 以上说法都不对
用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。如图，图甲是等量异种点电荷产生电场的电场线，图乙是场中的一些点：是电荷连线的中点，、是连线中垂线上关于对称的两点，、和、也关于对称，则下列说法不正确的是
A. 、两点电场强度大小相等、方向相反
B. 、两点电场强度大小和方向都相同
C. 、两点电场强度大小和方向都相同
D. 从到过程中电场强度先增大后减小
如图所示为某一点电荷产生的电场线，电场中，，三点的场强大小分别为、、，则
A. ，两点场强相同
B. 该点电荷为正电荷
C. 该点电荷在点左侧
D. 放置在点的负试探电荷受到的静电力方向与该点的场强方向相同
如图所示，有三个点电荷、、位于一个等边三角形的三个顶点上，已知、都带正电荷，所受、两个点电荷的静电力的合力如图中所示，那么可以判定点电荷所带电荷的电性为
A. 一定是正电 B. 一定是负电
C. 可能是正电，也可能是负电
D. 无法确定
，，三点在同一直线上，，点位于、之间，在处固定一电荷量为的点电荷。当在处放一电荷量为的点电荷时，处点电荷所受到的静电力为；移去处电荷，在处放一电荷量为的点电荷，处点电荷所受静电力为
A. B. C. D.
三个点电荷在真空中依次排成一条直线，与间的距离为与间距离的倍，若三个点电荷只受库仑力作用均处于平衡状态，则为
A. B. C. D.
质量为、电量为的小球悬挂在天花板上，带负电的点电荷与的水平距离为时绳子与竖直方向的夹角为，带负电的点电荷与的水平距离为时，绳子与竖直方向的夹角为。则两点电荷的电量之比为
A. B. C. D.
如图甲所示，点电荷绕点电荷做半径为的匀速圆周运动，角速度为；如图乙所示，与甲图中完全相同的点电荷在相距为的两个固定点电荷所在连线的中垂面上，做角速度为的匀速圆周运动，到的距离始终为。则为
A. B. C. D.
如图所示，光滑绝缘水平桌面上有、两个带电小球可以看成点电荷，球带电量为，球带电量为，由静止开始释放后球加速度大小为球的两倍，不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 球受到的静电力是球受到静电力的倍
B. 球的质量是球质量的倍
C. 球受到的静电力与球受到的静电力是一对平衡力
D. A、球相互靠近过程中加速度都增大，且球加速度总是球的两倍
下列说法正确的是
A. 电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在
B. 根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
C. 从公式来看，场强大小与成正比，与成反比
D. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。该兴趣小组分别进行了以下操作：
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置处，比较小球在不同位置所受的静电力的大小；
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
该实验采用的方法是__________。填正确选项前的字母
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
实验表明，电荷之间的静电力随着距离的减小而__________，随着电荷量的增大而__________。均选填“增大”“减小”或“不变”
如图所示，一小组设计了以下实验来探究库仑定律。在竖直墙上固定一个表面绝缘的压力传感器，一个带电荷量为的金属小球紧贴着压力传感器置于绝缘水平地面上。另一个带电荷量也为的相同小球置于同一个绝缘水平地面上，、间距离为远大于小球直径，压力传感器显示作用力为。现将移到距离为处后固定。
此时传感器显示作用力为________；
另有一个不带电的相同小球图中未画出从右侧向左移动，则球左侧会感应出________电荷填“正”或“负”；
将与轻触后把移走，此时传感器显示作用力为________。
三、计算题（本大题共4小题，共42.0分）
把质量为的带负电的小球用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电球靠近，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角。重力加速度取，静电力常量。试求：
球受到的库仑力多大？
球带电荷量是多少？
如图所示，电荷量分别为、的两带电小球、，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于点，静止时、两球处于同一水平线上。已知点到球的距离，，，静电力常量为，带电小球均可视为点电荷。已知，。求：
、两球间的库仑力大小；
、两球的质量之比。
如图所示，在绝缘粗糙的水平地面上有水平向右的匀强电场，三个质量、体积大小相同的带电小球、、分别位于竖直平面内的直角三角形的三个顶点上。球、在地面上，球在球的正上方，间距为，连线与水平方向夹角为，三球恰好都可以静止不动。已知、带正电，电荷量均为，球带负电，带电量为，重力加速度为，静电力常量为。求：
球的质量及匀强电场的电场强度的大小；
地面对球的摩擦力大小和方向。
一光滑绝缘细直杆，长为，水平固定在匀强电场中，场强大小为，方向与竖直方向夹角为。杆的端固定一个带负电小球，电荷量大小为另一带负电的小球穿在杆上，可自由滑动，电荷量大小为，质量为，现将小球从杆的端由静止释放，小球开始向端运动，已知为静电力常量，为重力加速度，求：
小球对细杆的压力的大小。
小球开始运动时的加速度的大小。
小球速度最大时，离端的距离。
答案和解析
1.B 2.A 3.C 4.B 5.B 6.A 7.A 8.B 9.D 10.D
11.【答案】；增大；增大。
【解析】 此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法，故B正确，AC错误；
故选：。
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，当、一定，不同时，由图可知，距离越小，作用力越大。
电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。
故答案为：；增大；增大。
12.【答案】；负；．
【解析】 根据库仑定律可得当、间距离为远大于小球直径时，两小球之间的库仑力为，
将移到距离为处后固定，两球的库仑力为，
对球受力分析可得压力传感器显示的作用力大小等于两小球的库仑力，所以此时传感器显示作用力为
将一个不带电的相同小球从右侧向左移动，根据静电感应，在球上，负电荷被吸引，而正电荷被排斥，所以球左侧会感应出负电荷
将与轻触后把移走，根据电荷分配可得此时的电荷量变为，则此时两球的库仑力为，所以此时传感器显示作用力为．
13.【答案】带负电的小球处于平衡状态，受到库仑力、重力以及绳子的拉力的作用，其合力为零。因此，有 联立得 根据牛顿第三定律有
设球带电荷量为，根据库仑定律 解得。
14.【答案】解：点到球的间距，，，因此，
依据库仑定律，那么间的库仑力为；
各自对、受力分析，如图所示：
依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有：，
根据库仑定律，则库仑力大小相等，即：；
因此、两球的质量之比为。
15.【答案】解：
对受力分析如图：
竖直方向有：
解得：
水平方向有：
得
对球进行受力分析如图：
球受力平衡，由平衡条件得：
得地面对球的摩擦力大小为：
地面对球的摩擦力方向水平向右。
16.【答案】解：小球受力分析，如图所示：
小球在垂直于杆的方向上合力为零，由牛顿运动定律得到 ：
由牛顿第三定律知小球对细杆的压力。
在水平方向上，小球水平合力向右，由牛顿第二定律：
得到： 。
当小球的速度最大时，加速度为零，有： 得到：。
答：小球对细杆的压力的大小为；
小球开始运动时的加速度的大小；
小球速度最大时，离端的距离。
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