9.2库仑定律 随堂检测—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

9.2库仑定律—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册随堂检测
选择题
1.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上异种电荷，电荷量的绝对值均为Q，那么关于两球之间的万有引力和库仑力的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球（均可视为点电荷）连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是伸直的，但拉力都为零。则( )
A.B球和C球都带正电荷 B.B球带负电荷，C球带正电荷
C.B球和C球所带电荷量不一定相等 D.B球和C球所带电荷量一定相等
3.下列对库仑定律的理解正确的是( )
A.库仑定律的公式和万有引力定律的公式在形式上很相似，所以库仑力和万有引力是相同性质的力
B.库仑定律反映的是两个点电荷间的静电力，因此一定不能用于计算两个非点电荷带电体间的静电力
C.由库仑定律知，在两个带电体之间的距离接近0时，它们之间的静电力无穷大
D.微观带电粒子间的库仑力比万有引力要大得多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，可以把万有引力忽略
4.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.
5.下列关于点电荷的说法正确的是( )
A.电荷量很小的带电体就是点电荷
B.一个电子，不论在何种情况下，都可以看成点电荷
C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷
D.一切带电体都可以看成点电荷
6.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
7.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
8.若两个质子在某种原子核中相距约为，质子的电荷量为，静电力常量，它们之间的静电斥力大小约为( )
A. B. C. D.
9.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.
10.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.
二、非选择题
11.把质量为2.0 g的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，若将带电荷量为Q＝4.0×10－6C的带电小球B靠近小球A，如图所示。当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向恰成45°角。g取10 m/s2，求：(小球A、B可看成点电荷)
(1)A球受的库仑力大小；
(2)A球所带电荷量。
12．如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10－4 kg、电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方高0.5 m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度取g＝10 m/s2。求：
(1)B运动到距O点l＝0.5 m处的加速度大小；
(2)P、O间的距离L。
[解析]　(1)分析电荷B的受力，得mg－k＝ma，代入数据得a＝6.4 m/s2。
(2)速度最大时，加速度为零，mg＝k，代入数据得L＝0.3 m。
答案以及解析
1.答案：D
解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有其半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以两者之间的万有引力为，库仑定律适合于真空中的两个点电荷，由于两球心间的距离l只有球半径的3倍，所以金属球壳a与b不能看作点电荷，则库仑力，故ABC错误，D正确。
2.答案：D
解析：以B为研究对象，B球受重力及对其的库仑力而处于平衡状态，则A与C对B的库仑力的合力应与B所受的重力大小相等、方向相反，而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向对B的库仑力应指向B的左侧，则可知都应带负电，故选项AB错误；由受力分析图可知，A对B的库仑力大小应为C对B的库仑力大小的2倍，故C所带电荷量应为A所带电荷量的一半，同理分析C可知，B所带电荷量也应为A所带电荷量的一半，故所带电荷量相等，选项C错误，D正确。
3.答案：D
解析：库仑力和万有引力的公式在形式上很相似，但库仑力和万有引力的本质不同，是两种不同的相互作用，库仑力是电磁相互作用，万有引力是引力相互作用，故A错误；如果知道不能视为点电荷的带电体上的电荷分布，运用微元法也可以根据库仑定律求出带电体间的静电力，故B错误；两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷，库仑定律不适用，故C错误；微观带电粒子间的库仑力比万有引力要大得多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，可以把万有引力忽略，故D正确。
4.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。
5.答案：C
解析：带电体能否看成点电荷和带电体的体积无关，主要看带电体的形状、大小及电荷分布情况相对所研究的问题是否可以忽略，如果能够忽略，则带电体可以看成点电荷，否则就不能，故C正确，A、B、D错误。
6.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。
7.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。
8.答案：B
解析：根据库仑定律有：，故B正确，ABD错误；
故选：B。
9.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。
10.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。
11.[解析]　(1)对A进行受力分析，如图所示，则F库＝mg·tan 45°＝0.02 N。
(2)由F库＝得qA＝＝ C＝5×10－8 C。
[答案]　(1)0.02 N　(2)5×10－8 C
12.[解析]　(1)分析电荷B的受力，得mg－k＝ma，代入数据得a＝6.4 m/s2。
(2)速度最大时，加速度为零，mg＝k，代入数据得L＝0.3 m。