高中物理选修3-1第一章第二节静电力库仑定律同步练习随堂练习课后练习

静电力及库仑定律同步练习
1．(多选)在库仑扭秤实验中，对于库仑力的研究，用到了下述哪些思想方法()
A．均分思想B．放大法
C．控制变量法D．补偿法
2. (2012·青岛二中高二检测)如图1－2－5所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定()
A．两球都带正电
B．两球都带负电图1－2－5
C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力
D．两球受到的静电力大小相等
3．(2013·厦门一中高二检测)关于库仑定律，下列说法中正确的是() A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B．根据F＝k q1q2
r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律
4. (2012·山师大附中高二检测)如图1－2－6所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()
A．速度变大，加速度变大
B．速度变小，加速度变小图1－2－6
C．速度变大，加速度变小
D．速度变小，加速度变大
5．(2012·海南第二中学高二期末)在真空中，两个点电荷原来带的电荷量分别为q1和q2，且相隔一定的距离．若先将q2增加为原来的3倍，再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半，则前后两种情况下两点电荷之间的库仑力之比为
() A．1∶6B．1∶12
C．12∶1D．6∶1
6. (多选)如图1－2－7所示，两根丝线挂着两个质量相同的小球A、B，此时上、下丝线的受力分别为F T A和F T B；如果使A、B均带正电，上、下丝线的受力分别为F T A
′和F T B′，则()
A．F T A′＝F T A B．F T A′＜F T A
C．F T B′＝F T B D．F T B′＞F T B 图1－2－7
7．(2012·西安一中高二检测)设某星球带负电荷，一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km的地方，若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km的地方，相对于该星球无初速度释放，则此电子粉尘()
A．向星球下落B．仍在原处悬浮
C．推向太空D．无法判断
8．(2011·海南高考)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变．由此可知()
A．n＝3B．n＝4
C．n＝5 D．n＝6
9．(2012·新疆实验中学高二检测)如图1－2－8所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b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．F1B．F2
C．F3D．F4 图1－2－8
10. (多选)(2012·泉州五中高二检测)把一带正电小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使小球a能静止在如图1－2－9所示的位置，需在MN间放一带电小球b，则
() A．b球带正电，放在A点
B．b球带负电，放在A点
C．b球带负电，放在C点图1－2－9
D．b球带正电，放在C点
11．有三个完全一样的球A、B、C，A球带电荷量为7Q，B球带电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用力变为原来的多少？
12. (2012·三明一中高二检测)如图1－2－10所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30 3 g，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)
图1－2－10
答案及解析
1【解析】 在研究F 与q 、r 的关系时，用到了控制变量法；为了改变点电
荷的电荷量，用到了电荷量均分的思想，把带电小球的电荷量q 分为q 2，q 4，q 8
，…为了比较力的大小，通过改变悬丝扭转的角度可以使较小的力得到放大，所以正确选项为ABC.
【答案】 ABC
2【解析】 两球相互排斥，说明它们带有相同性质的电荷，但它们具体带何种性质的电荷不确定，A 、B 错．根据库仑定律及牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，方向相反，C 错，D 对．
【答案】 D
3【解析】 点电荷是实际带电体在一定条件下的理想化模型，只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时，实际带电体才能视为点电荷，故选项A 错；当两个“点电荷”之间的距离趋近于零时，这两个“点电荷”已相对变成
很大的带电体，不能再视为点电荷，公式F ＝k q 1q 2r 2已不能用于计算此时的静电力，
故选项B 错；q 1和q 2之间的静电力是一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，它们的大小相等，故选项C 错；库仑定律与万有引力定律的表达式相似，研究和运用的方法也很相似，都是平方反比定律，故选项D 对．
【答案】 D
4【解析】 根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2知随着距离的增大，库仑斥力减小，所以加速度减小，选项C 正确．
【答案】 C
5【解析】 由公式F ＝k q 1q 2r 2，将q 2增加为3q 2，将r 缩小为12r ，则F ′＝k 3q 1q 214
r 2＝12kq 1q 2r 2＝12F ，故选B.
【答案】 B
6【解析】 以A 、B 两球组成的整体为研究对象，无论是小球带电还是不带电，分析其受力情况并根据平衡条件可知：上方丝线的拉力总是等于下面两球重力的大小，但是以B 球为研究对象分析其受力情况可知，当A 、B 球不带电时：F T B ＝m B g ，当A 、B 球带同种电荷时：F T B ′＝m B g ＋F 库，故选项A 、D 正确．
【答案】 AD
7【解析】 设电子粉尘距球心的距离为r ，电子粉尘的质量为m ，星球的质量为M ，电子粉尘的电荷量为q ，星球的电荷量为Q ，则粉尘在距星球表面1 000
km 的地方悬浮，有G Mm r 2＝k qQ r 2，等式两边都有r 2，可以消掉，这就意味着即使
r 发生变化，等式依然成立，因此正确选项为B.
【答案】 B
8【解析】 由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电
荷．由库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球
所带电荷量的乘积成正比．又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有
q ×nq ＝nq 2×(q ＋nq 2)2，解之可得n ＝6，D 正确．
【答案】 D
9【解析】 据“同电相斥，异电相引”规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量，因此F b 大于F a ，F b 与F a 的合力只能为F 2，故选项B 正确．
【答案】 B
10【解析】 小球a 能静止在斜面上，即小球a 受到的合力为零，若b 球带正电放在A 点，当球a 所受库仑力大小等于球a 的重力时，小球a 受到的合力为零，可以静止，A 正确；若b 球带负电放在A 点，小球a 所受库仑力向下，小球a 受到的合力不能为零，不能静止，B 错误；若b 球带负电放在C 点，小球a 受到三个力的作用，合力可以等于零，可以静止，C 正确；若b 球带正电放在C 点，由力的合成可知，小球a 所受合力不能为零，故不能静止，D 错误．
【答案】 AC
11【解析】 设A 、B 两球间的距离为r ，由库仑定律知，开始时A 、B 两球之间的作用力为F ＝k 7Q ×Q r 2 据电荷均分原理可知，当A 、C 两球接触时，两球均带电72Q
当B 、C 两球接触时，两球均带电12(72Q －Q )＝54Q
故后来A 、B 两球间的作用力F ′＝k 72Q ×5
4Q r 2＝58F .
【答案】 58
12【解析】 因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，设A 、B 之间的水平距离为L .
依据题意可得tan 30°＝h L ，L ＝h tan 30°＝103
3
cm ＝10 3 cm ，
对B 进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：。