专题02 库仑定律（基础测试+题型突破）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册专训（word含答案）

专题02 库仑定律

基础测试
1．下列说法中正确的是（　　）
A．理想电压表的内阻为零
B．点电荷是理想化模型，真实不存在
C．体积足够小的物体一定能看成质点
D．根据公式false可知：r→0时，F→∞
2．若把库仑定律的表达式写成更简洁的形式F=false，式中距离r的单位是m，作用力F的单位是N，由此式可定义一种电荷量q的新单位，则用国际单位表示，该新单位是（　　）
A．false B．false
C．false D．false
3．如图所示，用两根绝缘轻细线悬挂两个小球A和B，这时上、下两根细线中的拉力分别为T1和T2；使两个小球都带上正电荷时，上、下两根细线中的拉力分别为T1＇和T2＇。则：（　　）
A．false B．false C．false D．false
4．库伦定律的表达式是（　　）
A．false B．false C．false D．false
5．如图所示，质量为false的相同小球A、false带有等量异种电荷，小球A用绝缘轻绳悬挂于天花板上，小球false用绝缘轻杆固定在水平地面上；稳定时，轻绳与竖直方向成false角，A、false两小球处于同一水平线上，距离为false，两小球可视为质点，已知重力加速度为false，静电力常量为false，则小球A所带电荷量false为（　　）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示，用两段长度相同的绝缘细绳连接质量相同的A、B两小球，悬挂于天花板的O点。现在让A、B两小球分别带上false、false的电量，并且加上一水平向左的匀强电场。忽略A、B两小球的相互作用，则装置平衡时A、B两小球的位置可能是（　　）
A． B．
C． D．
7．大小相同的两个金属小球A、B带有等量同种电荷，相隔一定距离时（A、B均可视为点电荷），两球间的库仑力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球间的库仑力大小是（　　）
A．false B．false C．false D．false
8．关于元电荷和点电荷的理解正确的是（　　）
A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C．体积很小的带电体就是点电荷 D．点电荷带电量一定很少
9．图中O是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。下列说法正确的是（　　）
A．距离越大时，带正电的小球受到的库仑力越大
B．丝线偏离竖直方向的角度和库仑力F成正比
C．在相同位置处，增大小球的电荷量，丝线偏离竖直方向的角度也越大
D．以上实验直接得出了库仑定律
10．真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离增大为原来的3倍，它们之间的库仑力变为（　　）
A．false B．false C．false D．false
题型突破
11．真空中相隔一定距离放置两个带正电的点电荷，它们之间的库仑力为______（填“引力”或“斥力”）；若将它们的距离增大，则它们之间的库仑力将______（填“增大”或“减小”）。
12．库仑定律的公式：______ ，其中k＝______。
13．用绝缘线悬挂一质量为false的带电小球false，放置在电荷量为false的小球false附近，如图所示，false两球在同一水平面上相距false，丝线与竖直方向夹角false两带电球可看成点电荷，且静电力常量为false，已知false试求：
（1）丝线拉力；
（2）false两球之间的静电力多大；
（3）false球所带电荷的性质及电荷量的大小。
14．如图所示，A、B是两个质量相等的导体小球，分别被两根长为l的绝缘丝线挂在同一点O。现让它们带上等量同种电荷q，两小球互相排斥，在图示位置平衡，两绝缘丝线间夹角为false，当地重力加速度为g。已知当地重力加速度为g，静电力常量为k。问
（1）两小球间的库仑力F的大小？
（2）两小球的质量是多大？
（3）若让A小球所带电荷量加倍，而B小球所带电荷量减半，则两小球还能在原来位置平衡吗？说明理由。
15．甲、乙两导体球，甲球带有6×10-16C的正电荷，乙球带有3×10-16C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径均远小于10cm。（结果保留三位有效数字）
（1）试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？
（2）如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何，并说明是引力还是斥力？

参考答案
1．B
【详解】
A．理想电压表的内阻为无穷大，选项A错误；
B．点电荷是理想化模型，真实不存在，选项B正确；
C．物体能否能看做质点，主要是看物体的大小在所研究的问题中能否忽略不计，则体积足够小的物体不一定能看成质点，选项C错误；
D．公式false
中当r→0时两电荷不能看做点电荷，公式不再适用，选项D错误。
故选B。
2．A
【详解】
根据false
则false
根据F=false
则false
所以该新单位是false
则A正确；BCD错误；
故选A。
3．A
【详解】
AB．取整体为研究对象，根据平衡条件falsefalse
则false
A正确，B错误；
CD．使两个小球都带上正电荷时，由于库仑斥力作用，下面绳的弹力增大，false，CD错误。
故选A。
4．B
【详解】
库仑定律的内容时真空中静止的两个点电荷之间的相互作用与两个电荷的电量的乘积成正比，与两电荷距离的二次方成反比。
故选B。
5．A
【详解】
对小球A受力分析，可得小球A、false间的库仑力false
根据库仑定律false
可得false
故选A。
6．D
【详解】
B带负电，受到的电场力水平向右，A带正电，受到的电场力水平向左。以整体为研究对象，设绳子OA与竖直方向的夹角为false，设绳子AB与竖直方向的夹角为false，对AB整体受力分析，则 false
对B受力分析false
则可知false
故选D。
7．B
【详解】
假设A带电量为+Q，则B带电量为+Q，两球之间的相互吸引力的大小是false
第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为false ，C与B接触时总电荷量平分，则C、B分开后电量均为false，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小false
ACD错误，B正确。
故选B。
8．B
【详解】
A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子，选项A错误；
B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量，选项B正确；
CD．由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状、电荷量无具体关系，故CD错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．距离越大时，丝线偏离竖直方向的角度越小，则带正电的小球受到的库仑力越小，选项A错误；
B．对象小球受力分析可知false
则丝线偏离竖直方向的角度的正切和库仑力F成正比，选项B错误；
C．在相同位置处，增大小球的电荷量，小球受库仑力越大，则丝线偏离竖直方向的角度也越大，选项C正确；
D．以上实验只能定性的得到库仑力与电量大小以及距离之间的关系，不能直接得出库仑定律，选项D错误。
故选C。
10．A
【详解】
变化之前根据库仑定律有false
变化之后有false
故选A。
11．斥力 减小
【详解】
[1] 同种电荷相互排斥，故两个带正电的点电荷，它们之间的库仑力为斥力。
[2] 根据库仑定律false
距离增大，库仑力变小。
12．false 9.0×109N?m2/C2
【详解】
[1][2]真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，公式为false
其中k=9.0×109N?m2/C2
13．（1）false；（2）false；（3）B球带正电 false
【详解】
（1）设绳子拉力为T，静电力为F，由false
得出false
（2）静电力false
（3）由于相互排斥，所以B球带正电，由false
得出false
14．（1）false；（2）false；（3）还能在原来位置平衡，见解析
【详解】
（1）由几何关系可得false
可得false
（2）由图可知false
则
false
（3）让A小球的所带电荷量加倍，而B小球的所带电荷量减半，两小球间的库仑力F不变，所以两小球还能在原来位置平衡。
15．（1）falseN，引力；（2）falseN，斥力
【详解】
(1)根据库仑定律有false
异种电荷相互吸引，所以该力为引力；
(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，甲乙两球带电量均为
false
根据库仑定律有false
同种电荷相互排斥，所以该力为斥力；