1.2库仑定律 同步课时作业-2021-2022学年高二上学期物理人教版选修3-1word版含答案

1.2库仑定律—2021-2022学年高二物理人教版选修3-1
同步课时作业
1.真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了( )
A. B. C. D.
2.如图，三个固定的带电小球和c，相互间的距离分别为。小球c所受库仑力的合力的方向平行于的连线。设小球所带电荷量的比值的绝对值为k，则( )
A.的电荷同号， B.的电荷异号，
C.的电荷同号， D.的电荷异号，
3.一点电荷固定在O点，E表示该点电荷产生电场的电场强度，r表示距点电荷的距离，电场强度E与的函数关系如图中a所示，长时间放置后点电荷漏电，电场强度E与的函数关系如图中b所示。下列说法正确的是( )。
A.点电荷b状态的电荷量为a状态的电荷量的
B.图像的斜率为点电荷的电荷量
C.同一位置，a状态的电场与b状态的电场的方向相反
D.同一位置，a状态的电场强度大小为b状态的电场强度大小的9倍
4.真空中两个点电荷的相互作用力大小为F，若把其中一个电荷的带电荷量减少一半，同时把它们之间的距离减少一半，则它们之间的作用力大小变为( )。
A. B. C. D.无法确定
5.图示的仪器叫库仑扭秤，法国科学家库仑用此装置找到了电荷间相互作用的规律，装置中为带电金属球，两球间静电力大小为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，则两球间静电力大小为( )
A. B. C.F D.
6.有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计)，A带电荷量为9Q，B带电荷量为-Q，当A、B在真空中相距为r时，两球之间的相互作用的库仑力为F；现用绝缘工具使A、B球相互接触后距离变为原来的2倍，则A、B间的相互作用的库仑力的大小是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个带电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球均处于静止状态时，每根弹簧长度均为。已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( )
A. B. C. D.
8.两电荷量分别为+Q和+q的小球用长l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑绝缘水平面上。两个小球的半径r?l，k表示静电力常量．则轻绳的张力大小为（ ）
A.0 B. C. D.
9.在真空中放置两个静止的点电荷,下列有关两点电荷的说法正确的是(?? )
A.若只是间距变为原米的两倍,则库仑力变为原来的四倍
B.若只是电荷量均增加为原米的三倍,则库仑力增加为原来的三倍
C.若间距趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大
D.若电荷量均加倍、间距也加倍时,则库仑力大小不变
10.两个质量分别是的小球，各用轻质丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为时，两丝线与竖直方向的夹角分别为，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是( )
A.若，则 B.若，则
C.若，则 D.若，则
11.如图所示,小球固定在绝缘支架上,电荷量为,小球用丝线悬挂,电荷量为,偏转后两球距离为,均视为点电荷。下列说法正确的是( )
A.带负电
B.对的作用力大小为
C.减小的电荷量，丝线与竖直方向的夹角变大
D.减小的电荷量，丝线与竖直方向的夹角变小
12.如图所示，可视为点电荷的三个带电小球和c分别固定在三角形的顶点上，已知，a球所受静电力的合力方向恰好平行于的连线.则下列说法正确的是( )
A.一定带异种电荷
B.一定带同种电荷
C.所带电荷量绝对值的比为64:125
D.c球所受静电力的合力方向可能垂直于的连线
13.两个相同的金属小球，带电荷量之比为1:7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的( )
A. B. C. D.
14.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球、、 (均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是(?? )
A. 对的静电力一定是引力 B. 对的静电力可能是斥力
C. 的电荷量可能比的少 D. 的电荷量一定比的多
15.如图所示，三个点电荷的电荷量的绝对值分别为，三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下均处于平衡状态，除静电力之外不考虑其他力的作用，并且之间的距离小于之间的距离，则( )
A.a与c带同种电荷，且b带异种电荷 B.
C. D.
答案以及解析
1.答案：C
解析：由库仑定律知，若保持两点电荷间相互作用力不变，则乘积应保持不变，则，解得，C正确。
2.答案：D
解析：若的电荷同号，则c所受库仑力的合力指向2或4区域；若的电荷异号，则c所受库仑力的合力指向1或3区域；故只有的电荷异号，合力方向才能与连线平行。设a带正电荷，带负电荷，c受力如图，，由库仑定律得，联立得。故A、B、C三项均错误，D项正确。
3.答案：A
解析：电场强度E与的函数关系如题图所示，结合点电荷电场的电场强度公式，可知，图像的斜率为，那么点电荷b状态的电荷量为a状态的电荷量的，A项正确，B项错误；由图像可知，同一位置，a状态的电场与b状态的电场的方向相同，C项错误；由A项分析可知，同一位置，a状态的电场强度大小为b状态的电场强度大小的3倍，D项错误。
4.答案：A
解析：根据库仑定律可得，在变化前有，在变化后有，A项正确。
5.答案：B
解析：本题考查库仑定律的简单应用。根据库仑定律可得，将C球电荷量减半，扭转悬丝使A回到初始位置，则两球间距离不变，则两球间静电力大小为，故选B。
6.答案：A
解析：未接触前，根据库仑定律，得，接触后两球带电量相同,距离变为2r,再由库仑定律，得;
所以A对，BCD错。
7.答案：C
解析：本题考查库仑定律与胡克定律的综合。以最左边的小球为研究对象，其受到的弹簧的弹力等于其他两个小球对它的库仑斥力的合力，即，可知，弹簧的原长为，C正确。
8.答案：C
解析：根据物体平衡可知，绳子拉力大小等于库仑力，因此有：，故ABD错误，故选C正确.
9.答案：D
解析：根据库仑定律可得两点电荷间的相互作用力;A、若只是间距变为原来的两倍，则库仑力变为原来的倍，故A错误；B、若只是电荷量均增加为原来的三倍，则库仑力增加为原来的9倍，故B错误； C、若间距趋近零时，库仑定律不在适用，作用力不是无穷大，故C错误；D、若电荷量均加倍、间距也加倍时，则库仑力大小不变，故D正确。故选：D。
10.答案：BC
解析：以质量为的小球为研究对象，设该小球所受静电力为，对其受力分析如图所示
由平衡条件得
①
②
由①②两式联立得，同理，而，故由知，m越大，越小，θ亦越小（），m相等，θ亦相等；、的关系与两小球所带电荷量无关，故B、C正确，A、D错误。
11.答案：BD
解析：A. 依据同种电荷相斥，异种电荷相吸，结合图可知，带正电，故A错误；
B. 根据库仑定律有：,对的作用力大小为，故B正确；
CD、小球受重力mg,绳的拉力,库仑力,绳与竖直方向夹角为：，当减小的电荷量，依据库仑定律可知，库仑力减小，则有丝线与竖直方向的夹角变小，故C错误，D正确。
12.答案：AC
解析：由题意结合矢量合成规律知，一定带异种电荷，选项A正确，B错误；设所带电荷量绝对值分别为，之间库仑力大小为，之间库仑力大小为，由相似三角形知识知，即，解得所带电荷量绝对值的比为，选项C正确；由题知，，由力的合成规律知，c球所受静电力的合力方向不可能垂直于的连线，选项D错误.
13.答案：CD
解析：ABCD.设两金属球带异种电荷，电荷量分别为q和，两者间库仑力大小为
将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为，库仑力大小为
是原来的；
设两金属球带同种电荷，电荷量分别为，由库仑定律有
将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为，库仑力大小为
是原来的，故AB错误，CD正确。
故选CD。
14.答案：AD
解析：根据电场力方向来确定各自电性,从而得出“两同夹一异”,因此A正确,B错误.同时根据库仑定律来确定电场力的大小,并由平衡条件来确定各自电量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”.故D正确,C错误,故选:AD.
15.答案：ABD
解析：根据三个共线点电荷平衡的规律“两大夹一小，两同夹一异，远大近小”知AB正确；又三个电荷在库仑力作用下处于平衡状态，故有，解得，故C错误，D正确。