9.2库仑定律 课后练习（有解析）-2024-2025学年高中·必修第3册《物理》人教版

作业练习
课程基本信息
学科 高中物理 年级 高二 学期 秋季
课题 库仑定律
教科书 书 名：物理必修第三册
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作业练习
习题巩固 1.直到库仑定律发表的时候，电学才进入科学的行列。下列关于库仑定律的理解，正确的是（　　） A．两个不带电的小球间也可能存在库仑力 B．两个点电荷的电荷量发生改变，它们之间的库仑力一定发生改变 C．静电力常量没有单位 D．其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力变小 2.“大道归一”，物理学本是自然哲学的一部分，我们在学过万有引力定律与库仑定律后由衷地惊叹，浩瀚星空与带电小球原来遵循类似的规律，下列关于这两个定律的论述正确的是（ ） A．引力常量G没有单位 B．两个带电小球间存在万有引力 C．两个小球的电荷量发生了改变，库仑力可能不变 D．不带电的小球间也存在库仑力 3.如图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置.现将电子秤示数清零（“去皮”）后，给A、B带上同种电荷.下列说法正确的是（　　） A．A、B所带电荷量必须相等 B．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对平衡力 C．电子秤的示数与A、B间的距离成反比 D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数将减半 4.如图所示，用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B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，则下列说法正确的是（　　） A．两小球一定带同种电荷 B．A小球的质量一定小于B小球的质量 C．A小球所带电荷量一定大于B小球所带电荷量 D．A小球所受库仑力一定大于B小球所受库仑力 5.如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接．A、B、C三小球的质量均为M，qA＝q0>0，qB＝－q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列．已知静电力常量为k，重力加速度为g，则(　　) A．qC＝q0 B．弹簧伸长量为 C．A球受到的库仑力大小为2Mg D．相邻两小球间距为q0 6.在研究带电体间相互作用力的过程中，库仑利用扭秤实验巧妙解决了电荷量测量问题和微小库仑力测量问题。库仑扭秤实验采用了哪些科学思想方法？在实验中如何体现？ 7.20世纪20年代，物理学家卢瑟福（E·Rutherford）在粒子（氦核）散射实验中发现，当两个原子核之间距离小到时，它们之间的斥力仍遵守库仑定律，具有足够高能量的粒子能够到达与金原子核相距的地方，请你算一算，在这一距离时，粒子受到金原子核的斥力为多大？此力相当于质量多大的物体受到的重力？ 二、思考题： 8.在万有引力定律的章节学习中，我们了解到一个重要的规律：质量分布均匀的球壳对内部任何一点的引力为零。如图P为球体内部一个点，过P点的两个顶角很小的锥体交球面的面积为S1和S2，两块面积对应的质量与面积成正比，由于两锥体相似，最终质量之比=面积之比=S1和S2与P距离的平方成正比，考虑到引力与距离平方成反比，最终两块质量对P点的引力为零。总可以通过这种方法将球壳分解掉，最终总引力为零。我们在学习库仑定律过程中体会到类比法特别重要。请同学们类比一下：如果球壳均匀带电，那么球壳对其内部的某个点电荷的总库仑力是多少？请说明理由。 三、课后任务 9.查询相关资料，了解电学发展历程，梳理重要科学家及其贡献，课堂上交流心得体会。 四、参考答案 1.【详解】A．两个不带电的小球间不可能存在库仑力的作用，故A错误； BD．根据库仑定律 可知，点电荷的电荷量发生改变时，它们之间的库仑力不一定改变；同理可知，其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力一定变小，故B错误；D正确； C．静电力常量有单位，为，故C错误。 故选D。 2.【详解】A．根据万有引力定律变形得 所以其单位为，故A错误； B．自然界中任何两个物体之间都存在万有引力，故B正确； C．库仑定律表达式为，r不变时，库仑力与电荷量的乘积成正比，两个小球的电荷量发生了改变，只要乘积不变，库仑力不变，故C正确； D．库仑力存在于两电荷之间，不带电物体没有库仑力，故D错误。 故选BC。 3.【详解】A．探究电荷间的库仑力规律时，库仑力与两电荷所带电荷量多少有关，与两电荷间的距离有关，可不一定必须是两电荷的电荷量相等，不相等一样可以探究库仑力，A错误； B． A对B的库仑力与B对A的库仑力是两电荷间的一对相互作用力，分别作用在两个电荷上，不是一对平衡力，B错误； C．电子秤的示数与A、B间的距离的二次方成反比，C错误； D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，C与A各带电荷量是原A所带电荷量的一半，因为A、B间的库仑力与两电荷的电荷量乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，D正确。 故选D。 4.【详解】A．由图可知两球互斥，因此两球必定是同种电荷，故A正确； BD．两个小球都受到重力、绳子拉力以及库仑力，而库仑力与绳子拉力构成的合力与重力相互平衡，对小球A进行研究，则其受到的库仑力为 对小球B进行研究，则其受到的库仑力为 由于两球间的库仑力为相互作用力，根据牛顿第三定律知，两球受到的库仑力大小相等，方向相反，所以有 因为 所以 故B正确，D错误； 5.解析　对C球受力分析可知，C球带正电，沿斜面方向有Mgsin α＋k＝k.对B球受力分析如图所示， 根据受力平衡得k＝k＋Mgsin α，联立解得qC＝q0，r＝，选项A正确，D错误；对三个球整体受力分析知F弹＝k0x＝3Mgsin α，故x＝，选项B错误；对A球受力分析得：Mgsin α＋F库＝k0x，得F库＝2Mgsin α，故C错误． 6.【详解】库仑扭秤实验主要采用了转换法和微小量放大的实验方法，利用了细银丝和杠杆放大微小力，另外使用了被增法改变距离，避免的距离的测量，用倍分法改变电量，避免了电量的测量。体现了简约之美。 7．91N，9.3kg 【详解】根据库仑力公式 所以 8.由于万有引力定律与库仑定律在形式上相同，与距离平方反比，球壳质量和电荷量分布均匀，由此可以知道，带点球壳对内部场强为零。 9略。