新教材2024高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用9.2庫侖定律同步測試新人教版必修第三冊

第九章靜電場及其應(yīng)用2庫侖定律【基礎(chǔ)鞏固】1.真空中有兩個靜止的點(diǎn)電荷,若保持它們之間的距離不變,而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍,則兩電荷間的靜電力的大小將變?yōu)樵瓉淼?()A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍答案:B2.如圖所示,在絕緣光滑水平面上,相隔肯定距離有兩個帶同種電荷的小球.同時從靜止釋放兩個小球,則兩小球的加速度大小和速度大小隨時間變更的狀況是 ()A.速度變大,加速度變大 B.速度變小,加速度變小C.速度變大,加速度變小 D.速度變小,加速度變大解析:因小球間的靜電力與小球的運(yùn)動方向相同,故小球?qū)⑹冀K做加速運(yùn)動;又由于兩小球間距離增大,所以它們之間的靜電力越來越小,加速度越來越小,選項(xiàng)C正確.答案:C3.如圖所示,在一條直線上的三個點(diǎn)放置三個點(diǎn)電荷,它們的電荷量分別為QA=+3×10-9C、QB=-2×10-9C、QC=+3×10-9C,已知靜電力常量k=9×109N·m2/C2,則作用在點(diǎn)電荷A上的靜電力的大小為()A.4.5×10-4N向左 B.4.5×10-4N向右C.6.3×10-4N向左 D.6.3×10-4N向右答案:A4.有三個完全一樣的金屬小球A、B、C,A的電荷量為+7q、B的電荷量為-q、C不帶電,將A、B分別固定起來,此時A、B間的相互作用力的大小為F,然后讓C球反復(fù)與A、B球接觸,最終移去C球,則最終A、B球間的相互作用力的大小約為 ()A.79F B.97F C.47F答案:C5.如圖所示,光滑絕緣的水平地面上有相距為l的點(diǎn)電荷A、B,電荷量分別為-4Q和+Q,今引入第三個點(diǎn)電荷C,使三個電荷都處于平衡狀態(tài),則C的電荷量和放置的位置是 ()A.-Q,在A左側(cè)距A為l處B.-2Q,在A左側(cè)距A為l2C.-4Q,在B右側(cè)距B為l處D.+2Q,在A右側(cè)距A為3l解析:依據(jù)電荷規(guī)律可知,C應(yīng)放在B的右側(cè),且與A電性相同,帶負(fù)電.由FAB=FCB,得k4Q2l2=kQCQrBC2;由FAC=FBC,得k4QQC(答案:C6.設(shè)某星球帶負(fù)電,一帶電粉塵懸浮在距該星球表面1000km的地方,若將同樣的帶電粉塵帶到距該星球表面2000km的地方相對于該星球無初速度釋放,該星球的半徑遠(yuǎn)小于1000km,則此帶電粉塵 ()A.向星球下落 B.仍懸浮C.推向太空 D.無法推斷解析:設(shè)粉塵距星球球心為r,粉塵質(zhì)量為m,星球質(zhì)量為m0,粉塵電荷量為q,星球電荷量為Q,當(dāng)r=1000km時,kQqr2=Gm0mr2答案:B7.(2024·上海卷)水平面上有一帶電荷量為Q的勻稱帶電圓環(huán),圓心為O.其中心軸線上距離O點(diǎn)為d的位置有一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷.若點(diǎn)電荷受到的靜電力為F,則FkQqd2(k為靜電力常量)(選填“>”“<”或“=”).靜電力常量k的單位可表示為解析:將帶電圓環(huán)平均分成多數(shù)份,每份都可以看成點(diǎn)電荷,且與點(diǎn)電荷q的距離為l=d2+r2,依據(jù)對稱性可知,圓環(huán)上的電荷對點(diǎn)電荷q的靜電力的水平重量被抵消,只剩豎直重量,且距離大于d,因此F<kQqd2.用“SI單位制”中的基本單位表示力的單位是kg·m/s2,距離的單位是m,電荷量的單位是A·s,故靜電力常量k的單位可表示為kg·m答案:<kg·m3·s-4·A-2【拓展提高】8.(多選)同一水平直線上的三個點(diǎn)電荷甲、乙、丙,它們的電荷量分別為q1、q2、q3,三個點(diǎn)電荷恰好都處于平衡狀態(tài),水平方向除相互作用的靜電力外不受其他力作用.已知甲、乙間的距離是乙、丙間距離的2倍.下列說法正確的是 ()A.若甲、丙為正電荷,則乙為負(fù)電荷B.若甲、丙為負(fù)電荷,則乙為正電荷C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36答案:ABC9.如圖所示,A、B、C為真空中的三個帶電小球,B球的電荷量為+Q,用絕緣支架固定,A、C兩小球用絕緣細(xì)線懸掛,處于平衡狀態(tài)時三小球球心等高,且A、B和B、C間距離相等,懸掛A小球的細(xì)線向左傾斜,懸掛C小球的細(xì)線沿豎直方向,則 ()A.A、B、C三小球帶同種電荷B.A、C兩小球帶異種電荷C.A小球的電荷量為-4QD.C小球的電荷量為+4Q解析:依據(jù)平衡條件可知,因B球帶正電,要使A、C兩球平衡,A、C兩球肯定帶負(fù)電,故選項(xiàng)A、B、D錯誤.對C小球進(jìn)行分析,A、C間的距離是B、C間的距離的2倍,由庫侖定律,則有kQQCr2=kQA答案:C10.將帶異種電荷的小球A、B用絕緣細(xì)線系在水平面上的箱子內(nèi),如圖所示,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),地面受到的壓力為FN,球A所受細(xì)線的拉力為F,剪斷連接球A的細(xì)線后,在球下落的過程中,地面受到的壓力 ()A.等于FN+F B.大于FN-FC.等于FN-F D.小于FN-F解析:剪斷細(xì)線前系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),地面受到的壓力為FN,則整體的重力大小為FN,球A所受細(xì)線的拉力F=mAg+F靜1;球下落過程中,以箱子和B為探討對象,豎直方向依據(jù)平衡條件可得FN'=(FN-mAg)-F靜2=FN-(mAg+F靜2),由于向下運(yùn)動過程中兩球的距離減小,靜電力增大,所以F靜2>F靜1,所以球下落的過程中地面受到的壓力小于FN-F,選項(xiàng)D正確.答案:D11.三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的電荷量為q,球2的電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知 ()A.n=3 B.n=4C.n=5 D.n=6解析:設(shè)球1、2距離為R,依據(jù)庫侖定律F=knq2R2,依據(jù)電荷守恒,球3與球2接觸后,它們的電荷量均為nq2,球3與球1接觸后,它們的電荷量均為(n+2)答案:D【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.如圖所示,小球A用兩根等長的絕緣細(xì)繩a、b懸掛在水平天花板上,兩繩之間的夾角為60°.A的質(zhì)量為0.1kg,電荷量為2.0×10-6C.A的正下方0.3m處固定有一帶等量同種電荷的小球B.A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量k=9×109N·m2/C2,g取10m/s2.求:(1)細(xì)繩a的拉力大小;(2)剪斷細(xì)繩a的瞬間,細(xì)繩b的拉力大小和小球A的加速度大小.解析:(1)小球A、B之間的靜電力F=kQ2r2,對小球A受力