1.2 电荷相互作用的规律 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理沪科版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022学年高二物理沪科版版（2019）必修第三册第1章1.2电荷相互作用的规律
第I卷（选择题）
一、单选题
1．法国科学家库仑精心设计的库仑扭秤仪器，能测出的物理量是（　　）
A．静电力大小 B．电荷的电荷量
C．电荷间的距离 D．静电力常量的数值
2．两个半径为1cm的导体球分别带上+Q和-3Q的电量，两球心相距90cm时相互作用力为F，现将它们碰一下后放在球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小 （ ）
A．300F（ B．1200F C．900F D．无法确定
3．下列关于点电荷和元电荷的说法中，不正确的是（　　）
A．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷
B．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷
C．把1.6×10﹣19C的电荷量叫元电荷
D．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍
4．两个相同的带电小球相距r时，相互作用力大小为F，电荷量分别为false和false，将两球接触后分开，放到相距2r处，相互作用力大小为（ ）
A．false B．false C．false D．false
5．两个完全相同的金属球false和false所带电荷量之比为false，相距为false。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是（　　）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示，三个完全相同的金属小球false、false、false位于等边三角形的三个顶点上。false和false带正电，false带负电，false所带电荷量的大小比false的小。已知false受到false和false的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（　　）
A．false B．false C．false D．false
7．如图所示，绝缘水平面上锁定着两个质量均为m，带电荷量分别为false、false，体积很小的物体A和B，它们间的距离为r，与平面间的动摩擦因数均为false。已知静电力常量为k。如果解锁使它们开始运动，则当加速度为零时，它们相距的距离为（ ）
A．false B．false C．false D．false
8．如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1cm，B、C电荷量为qB＝qC＝1×10－6C，A电荷量为qA＝－2×10－6C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为（　）
A．180N，沿AB方向
B．180falseN，沿AC方向
C．180N，沿∠BAC的角平分线
D．180falseN，沿∠BAC的角平分线
9．两个带同种电荷的小球质量分别是false和false，电荷量分别是false和false，用等长的细线悬挂于同一点O，两细线与竖直方向的夹角分别为false、false，如图所示。以下能使false的条件是（　　）
A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
10．如图，两个带电金属小球中心距离为r，带电荷量相等为Q，则它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（　　）
A．若是异种电荷false B．若是同种电荷false
C．若是异种电荷false D．不论是何种电荷false
11．两个带电球处于如图所示的静止状态，大球的电荷量大于小球的电荷量下列判断正确的是（　　）
A．两球一定都带正电
B．两球一定都带负电
C．两球受到的静电力大小相等
D．大球受到的静电力大于小球受到的静电力
12．如图所示，用两根绝缘丝线悬挂两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线的张力分别为TA、TB；如果使A带正电，B带负电，上、下细线的张力分别为TA′，TB′，则（　　）
A．TA13．如图所示，三个点电荷false在同一条直线上，false为正电荷，false间的距离为false间距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量大小之比false为（　　）
A．false B．false C．false D．false
14．一个内表面光滑的半球形碗放在水平桌面上，碗口处于水平状态，false是球心。有两个带同种电荷且质量分别为false和false可视为质点的小球，当它们静止后处于如图所示状态，则false和false对碗的弹力大小之比为（　　）
A．false B．false C．false D．false
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．真空中两点电荷相距为d，现将其距离增大为2d，它们之间的吸引力大小变为原来的______。若再同时将它们的电荷量均增加一倍，则相互吸引力大小变为原来的______倍。
16．静电力恒量false______，其物理意义是：当电荷量均为______库的两个点电荷，相距______m时，相互吸引力或排斥力的大小是______N。
17．如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上间距相等的五个点。A点处放置电荷量为false的点电荷，B、C、D、E各点均放置电荷量为false的点电荷。圆心O处有一电荷量为false的检验电荷，则此检验电荷所受库仑力为______，方向______。
18．如图所示，两个可视为质点的金属小球A、B质量都是m，带正电，电量都是q，连接小球的绝缘细线长度都是l，静电力常量为k，重力加速度为g，则连接A、B的细线张力为____________，连接O、A的细线张力为_________________。
三、解答题
19．如图所示，两根绝缘细线挂着两个质量相同且不带电的小球A和B，此时上、下细线受力的大小分别为TA、TB。如果使A带正电，B带负电，上、下细线受力的大小分别是TA′、TB′。请分别比较TA与TA′、TB与TB′的大小，并说明理由。
20．如图所示，把重为4 N的带电小球A用绝缘轻绳吊起，将带正电且电荷量为false的小球B靠近它，两个带电小球在同一高度且相距20 cm时，绳与竖直方向夹角为37°，求：
(1)B所受库仑力；
(2)A所带的电荷量及性质。
21．如图所示，有三个点电荷，甲所带电荷为false，乙所带电荷为false，丙所带电荷为Q，甲、乙相距为r，将丙电荷放在甲、乙连线上的某点，使甲、乙、丙都处于平衡状态，则：
（1）丙所带电荷的电性；
（2）丙所带电荷量Q为多少；
（3）丙电荷的位置应在何处。
22．如图所示，一个挂在丝线下端带正电的小球B，静止在图示位置。若固定的带正电小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ=false，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中。试求A、B两球间的距离r。
参考答案
1．A
【详解】
法国科学家库仑精心设计的库仑扭秤仪器能测出的物理量是静电力的大小，不能直接测出静电力常量，BCD错误，A正确。
故选A。
2．D
【详解】
改变两小球的距离前，半径远远小于两者的距离，可用库仑定律计算它们之间的相互作用力，但是改变距离后两者相距3cm，两小球不能看做点电荷，所以库仑定律不再适用，
故选D。
3．A
【详解】
AB．当两个带电体形状和大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，并不是只有体积很小的带电体才可以看成点电荷，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；
C．把1.6×10﹣19C的电荷量叫元电荷，故C正确，不符合题意；
D．点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，任何带电体所带电荷都是e的整数倍，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】
未接触前，根据库仑定律得false，接触后两球带电量false，放在两球心间相距2r处，根据库仑定律得false，联立得：false，选D.
5．C
【详解】
接触前，两小球之间的库仑力为
false
接触后两者所带电荷量均为
false
两小球之间的库仑力为
false
故
false
故选C。
6．B
【详解】
根据库仑定律以及同种电荷相斥，异种电荷相吸， false受到false的排斥力和false的吸引力，又false所带电荷量的大小比false的小，即false受到false的排斥力小于false的吸引力，结合平行四边形定则可得false受到false和false的静电力的合力可能为false。
故选B。
7．A
【详解】
当加速度为零时，则
false
解得
false
故选A。
8．D
【详解】
false、false电荷对false的静电力大小相等，所以
false
两个静电力夹角为60°，所以合力
false
方向沿false的角平分线方向，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．A
【详解】
对质量为false和false的小球，相互排斥的库仑力F总是等大、反向，与小球带电量无关，由平衡条件分别可得
false
false
要使false，只要false即可，A正确。
故选A。
10．C
【详解】
AC．若是异种电荷，电荷间相互吸引，导致电荷间距比r还小，因此库仑力false，故A错误，C正确；
BD．若是同种电荷，电荷间相互排斥，导致电荷间距比r还大，因此库仑力false，故BD错误。
故选C。
11．C
【详解】
AB．如图所示，两个带电体之间存在着排斥力，两球带同种电荷，可能都带正电，也可能都带负电，故A、B错误；
CD．静电力遵循牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，故C正确、D错误。
故选C。
12．B
【详解】
AB．运用整体法研究两个质量相等的小球A和B，不管A、B是否带电，整体都受重力和上丝线的拉力，则由平衡条件得
上丝线的拉力
false
所以
false
故A错误，B正确；
CD．隔离B研究，不带电时受重力和下丝线的拉力，由平衡条件得
false
带电时受重力、下丝线得拉力和A对B的向上的吸引力，由平衡条件得
false
即
false
所以
false
故CD错误。
故选B。
13．B
【详解】
由三电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知，false和false为同种电荷，他们与false互为异种电荷，设false和false距离为false，则false和false的距离为false，对于false有
false
可解得
false
对于false有
false
可解得
false
故选B。
14．B
【详解】
选取两小球组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图所示：
由平衡条件得false在水平方向的分力false和false在水平方向的分力false大小相等。即
false
所以
false
故选B。
15．false 1
【详解】
[1]由库伦定律可得，原来的作用力为
false
距离增大为2d后作用力变为
false
即变为原来的false。
[2]同时将它们的电荷量均增加一倍，则相互作用力变为
false
即变为原来的1倍。
16．false 1 1 false
【详解】
[1][2][3][4]根据false 可得：false ，故静电力恒量falsefalse；其物理意义是：当电荷量均为1库的两个点电荷，相距1 m时，相互吸引力或排斥力的大小是false N。
17．false 由圆心指向A点
【详解】
[1]采用割补法，即假想A点引入false和false两点电荷，由对称性可知，false与B、C、D、E四处点电荷对在圆心处的检验电荷的合力为零，因此所求就相当于A处两个点电荷false对q的吸引力，由库伦定律可得
false
[2]受力方向由圆心指向A点。
18．false false
【详解】
[1]对B球受力分析，设A、B间细线张力为F1，由平衡条件可得
false
[2]把A、B当成一整体，库仑力为内力，设O、A间细线张力为F2，由平衡条件可得
false
19．TA=TA′，TB>TB′
【详解】
设A、B的质量分别为M、m，不带电时，由平衡条件可得
false
false
A、B带上电后，把A、B看成一整体，库仑力属于内力，由整体法可得
false
对于B，由于带异种电荷，B受到的库仑力F向上，由平衡条件可得
false
故TA=TA′、TB>TB′。
20．(1)3 N；(2)false，负电
【详解】
（1）小球A受到重力、绳子的拉力和库仑力，在三力作用下保持平衡。故库仑力大小为
false
力的作用是相互的，所以B所受库仑力大小也为3 N。
（2）根据库仑定律
false
解得false，由于两球相互吸引，所以A球带负电。
21．（1）丙带负电荷；（2）false；（3）应放在甲电荷左侧false的位置处
【详解】
(1) 甲、乙、丙三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以丙必须为负电，在甲的左侧；
(2) 设丙所在位置与甲的距离为R，则丙所在位置与乙的距离为R+r，要能处于平衡状态，所以甲对丙的电场力大小等于乙对丙的电场力大小，设丙的电量为q，则有
false
解得
false
对点电荷甲，其受力也平衡，则
false
解得
false
(3)根据以上分析可知，应放在甲电荷左侧false的位置处。
22．false
【详解】
以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知
false
而小球所受库仑力大小为false，联立解得
false