9.2库仑定律 同步课时作业—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

9.2库仑定律—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业
1.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，
2.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为。当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角。带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k。则( )
A.间库仑力大小 B.间库仑力大小
C.细线拉力大小 D.细线拉力大小
3.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的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。三小球的质量均为，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，则( )
A. B.弹簧伸长量为
C.A球受到的库仑力大小为 D.相邻两小球间距为
4.真空中两个点电荷，距离为，当和电量都增大到原来2倍时，距离也增大到原来的2倍，则两电荷之间相互作用的静电力将增大到原来( )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍
5.一点电荷固定在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
6.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
7.如图所示，内壁光滑、粗细均匀的玻璃管竖直固定，在玻璃管内有大小和质量均相等的三只小球，小球之间用轻质绝缘弹簧连接，C小球置于玻璃管底部。当小球均处于静止时，小球之间的距离与小球之间的距离相等，已知两只小球带电荷量均为，C小球带电荷量为，小球直径略小于玻璃管内径，它们之间的距离远大于小球直径，则( )
A.若，弹簧对小球A有向上的弹力 B.若，弹簧对小球A有向上的弹力
C.若，弹簧对小球B有向上的弹力 D.若，弹簧对小球B有向下的弹力
8.如图所示，点电荷固定于边长为L的正三角形的两顶点上，将点电荷（电荷量未知）固定于正三角形的中心，的电荷量均为。在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷Q，且Q的电荷量为，点电荷Q恰好处于平衡状态。已知静电力常量为k，不计各电荷受到的重力，下列说法正确的是( )
A.若撤去，则Q将做匀加速直线运动
B.的电荷量为
C.若不改变Q的电性，仅改变其电荷量，Q将不再受力平衡
D.若将的电荷量改为，则Q受到的合力大小为
9.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.
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.对于库仑定律，下列说法正确的是( )
A.凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式
B.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等
D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为时，它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量
12.厂家生产出一款跳跳球玩具，其原理如图所示，在容器的底部O点固定一带电荷量为Q的正点电荷，在启动开关的瞬间，绝缘手柄将一带电小球（可看作质点）送至A点由静止释放，小球将在A点上方做往返运动，已知小球开始运动瞬间的加速度大小为，方向竖直向上，A点与容器底部之间的距离为H，重力加速度为g，静电力常量为k，不计空气阻力，下列说法正确的是( )。
A.小球一定带正电
B.小球的比荷
C.小球速度最大时，小球到容器底部的距离为
D.小球上升到最高点时，小球与A点之间的距离为
13.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,相距为,其中一个球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是,现将两球接触后再把它们固定在距离为处,它们间库仑力的大小可能是( )
A. B. C. D.
14.两个相同的金属小球，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.
15.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
答案以及解析
1.答案：D
解析：如果带同种电荷，则两小球对c的作用力均为斥力或引力，此时c在垂直于连线的方向上所受的合力一定不为零，因此不可能带同种电荷，AC错误；若带异种电荷，假设a对c的作用力为斥力，则b对c的作用力一定为引力，受力分析如图所示，由题意知c所受库仑力的合力方向平行于的连线，则在垂直于连线的方向上的合力为零，由几何关系可知，则，解得，由库仑定律及上式代入数据可解得，B错误，D正确。
2.答案：B
解析：小球A的受力分析如图所示，可知，细线拉力等于库仑力F，且根据平衡条件得，化简解得，即细线拉力，因此选项B正确，D错误；由几何关系知，间距离为l，因此，选项AC错误。
3.答案：A
解析：以整体为研究对象，对其受力分析，受重力、支持力以及弹簧的拉力，则由力的平衡条件可知，，解得，B错误；以A为研究对象，小球受到的库仑力大小为，方向沿斜面向下，C错误；为了使均能静止在光滑的绝缘斜面上，则小球C应带正电，设相邻两球之间的距离为x，则对小球B由力的平衡条件得，对小球C由力的平衡条件得，解得，，A正确，D错误。
4.答案：A
解析：根据库仑定律可知，真空中有两个固定点电荷，当电量都增大到原来2倍时，距离R增大到原来的2倍时，则库仑力因此电荷间的库仑力变为原来的1倍，故选A。
5.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。
6.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。
7.答案：A
解析：本题通过弹簧连接体模型考查库仑力作用力下的共点力平衡。设的质量均为与与C之间的距离均为L，假设弹簧处于压缩状态，此时A球受到向上的弹力，对A球根据平衡条件有，对两球整体有，若假设成立，则有，联立可得，若，此时弹簧对小球A的弹力方向向上，对小球B的弹力方向向下，故A正确，C错误；若，此时弹簧对小球A的弹力方向向下，对小球B的弹力方向向上，故B、D错误。
8.答案：BD
解析：若撤去，点电荷Q所受的合力为对其库仑力的合力，方向竖直向下，Q向下加速运动的过程中，由于与两电荷间的距离发生变化，导致库仑力的变化，则加速度变化，故Q做变加速直线运动，A错误。对点电荷Q库仑力的合力为，方向竖直向下，根据几何关系知，与点电荷Q间的距离为，根据平衡条件得，解得，带负电，B正确。根据知，Q的电荷量可以约去，若不改变Q的电性，仅改变其电荷量，Q将仍然受力平衡，C错误。若将的电荷量改为受到的合力，方向水平向右，对Q的库仑力大小为，方向竖直向上，根据平行四边形法则知，Q受到的合力大小，D正确。
9.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。
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：AC
解析：库仑定律公式的适用条件是真空中静止的点电荷，故A正确；两带电小球相距很近时，不能看成点电荷，公式不适用，故B错误；相互作用的点电荷间的库仑力也是一对作用力与反作用力、大小相等、方向相反，故C正确；当两带电金属球的大小不满足远小于它们间的距离时，就不能看作点电荷，公式不再适用，库仑力还与它们的电荷分布有关，故D错误。
12.答案：AB
解析：小球由静止释放瞬间，其合力竖直向上，说明小球与底部点电荷之间的静电力为排斥力，所以小球带正电，A项正确；小球由静止释放瞬间，由牛顿第二定律得，解得，B项正确；当小球运动至平衡位置时，其速度最大，设平衡位置到容器底部之间的距离为，则有，联立各式解得，C项错误；若小球做简谐运动，根据对称性可知最高点与A点之间的距离为，但小球的运动并不是简谐运动，D项错误。
13.答案：AC
解析：若两电荷同性,设一个球的带电量为,则另一个球的带电量为,此时，接触后再分开，带电量各为，
把它们固定在距离为处,则两球的库仑力大小；
若两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为,把它们固定在距离为处，则两球的库仑力大小，故AC正确，BD错误。
14.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。
15.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.