2024-2025學(xué)年新教材高中物理第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用2庫(kù)侖定律練習(xí)含解析新人教版必修第三冊(cè)

PAGE6-庫(kù)侖定律課后訓(xùn)練鞏固提升雙基鞏固學(xué)考突破1.下列說(shuō)法正確的是()A.點(diǎn)電荷是一種志向模型,真正的點(diǎn)電荷是不存在的B.點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C.依據(jù)F=kq1q2r2可知,當(dāng)D.用庫(kù)侖定律計(jì)算出的兩電荷間的作用力是二者受力的總和答案:A解析:點(diǎn)電荷是一種志向模型,一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷不是看其大小,而是應(yīng)詳細(xì)問(wèn)題詳細(xì)分析,看它的形態(tài)和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽視不計(jì);庫(kù)侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷,當(dāng)r→0時(shí),F=kq12.要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍,下列方法可行的是()A.每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都增大到原來(lái)的2倍,電荷間的距離不變B.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,使兩個(gè)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍C.一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量加倍,另一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量保持不變,同時(shí)使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1D.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1答案:A解析:本題通過(guò)考查庫(kù)侖定律的運(yùn)用,培育科學(xué)思維。依據(jù)庫(kù)侖定律F=kq1q2r2可知,當(dāng)r不變時(shí),q1、q2均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,F3.兩個(gè)相同的金屬小球(可看成點(diǎn)電荷),帶有同種電荷,且電荷量之比為1∶7,在真空中相距為r,二者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上,則它們間的庫(kù)侖力是原來(lái)的()A.7 B.37 C.97答案:D解析:若兩球原來(lái)帶電Q和7Q,接觸分開(kāi)后電荷量均為4Q,依據(jù)庫(kù)侖定律的公式F=kq1q24.如圖所示,在絕緣光滑水平面上,相隔肯定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球。同時(shí)從靜止釋放,則兩個(gè)小球的速度大小和加速度大小隨時(shí)間改變的狀況是()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,加速度變大答案:C解析:兩小球在水平方向上受靜電力作用,由靜止起先運(yùn)動(dòng),因小球的運(yùn)動(dòng)方向與電荷間的靜電力方向相同,故小球?qū)⑹冀K做加速運(yùn)動(dòng),又由于兩小球間距離增大,它們之間的靜電力越來(lái)越小,故加速度越來(lái)越小。5.如圖所示,在一條直線(xiàn)上的三點(diǎn)分別放置QA=+3×10-9C、QB=-4×10-9C、QC=+3×10-9C的A、B、C三個(gè)點(diǎn)電荷,則作用在點(diǎn)電荷A上的作用力的大小為()A.9.9×10-4N B.9.9×10-3NC.1.17×10-4N D.2.7×10-4N答案:A解析:點(diǎn)電荷A同時(shí)受到B和C的庫(kù)侖力作用,因此作用在A上的力應(yīng)為兩庫(kù)侖力的合力?？上纫罁?jù)庫(kù)侖定律分別求出B、C對(duì)A的庫(kù)侖力,再求合力。A受到B、C電荷的庫(kù)侖力如圖所示,依據(jù)庫(kù)侖定律有FBA=kQBQArBA2=9×10FCA=kQCQArCA2=規(guī)定沿這條直線(xiàn)由A指向C為正方向,則點(diǎn)電荷A受到的合力大小為FA=FBA-FCA=(1.08×10-3-9×10-5)N=9.9×10-4N。故選項(xiàng)A正確。6.如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為Q的小球A系在長(zhǎng)為l的絕緣輕繩下端,另一電荷量也為Q的小球B位于懸掛點(diǎn)的正下方(A、B均視為點(diǎn)電荷),輕繩與豎直方向成30°角,小球A、B靜止于同一高度。已知重力加速度為g,靜電力常量為k,則兩球間的靜電力為()A.4kQC.mg D.3mg答案:A解析:本題計(jì)算A、B兩球間的靜電力,可以從兩個(gè)方面考慮,一是依據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算,二是依據(jù)平衡條件計(jì)算。A、B兩球之間的距離r=lsin30°=l2,所以依據(jù)庫(kù)侖定律,兩球間的靜電力為F=kQ2r2=k4Q2l2,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由于A球處于靜止?fàn)顟B(tài),分析A球受力,如圖所示,由共點(diǎn)力平衡得FTcos30°=mg,FTsin30°7.如圖所示,把質(zhì)量為0.2g的帶電小球A用絲線(xiàn)吊起,若將電荷量為+4×10-8C的小球B靠近它,當(dāng)兩小球在同一高度且相距3cm時(shí),絲線(xiàn)與豎直方向夾角為45°。g取10m/s2。(1)此時(shí)小球B受到的庫(kù)侖力F的大小為多少?(2)小球A帶何種電荷?(3)小球A所帶電荷量大小是多少?答案:(1)2×10-3N(2)負(fù)電荷(3)5×10-9C解析:(1)依據(jù)題給條件,可知小球A處于平衡狀態(tài),分析小球A受力狀況如圖所示。則F=mgtan45°=0.2×10-3×10×1N=2×10-3N,小球B受到的庫(kù)侖力與小球A受到的庫(kù)侖力為作用力和反作用力,所以小球B受到的庫(kù)侖力大小為2×10-3N。(2)小球A與小球B相互吸引,小球B帶正電荷,故小球A帶負(fù)電荷。(3)題中小球A、B都可視為點(diǎn)電荷,它們之間的作用力大小F=kqA·所以qA=2×10-3×(3×10-選考奠基素養(yǎng)提升1.A、B兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量分別為m1、m2,所帶電荷量分別為q1、q2。如圖所示,當(dāng)A、B兩小球靜止時(shí),兩懸線(xiàn)與豎直方向的夾角分別為θ1、θ2,且兩小球恰好處于同一水平面上。下列推斷正確的是()A.若q1=q2,則θ1=θ2B.若q1<q2,則θ1>θ2C.若m1=m2,則θ1=θ2D.若m1<m2,則θ1<θ2答案:C解析:A、B之間的靜電力是作用力和反作用力關(guān)系,所以不論A、B哪個(gè)所帶的電荷量大,它們受到的靜電力都是大小相等、方向相反的。由平衡條件得tanθ=Fmg2.如圖所示,把一帶正電的小球a放在光滑絕緣斜面上,欲使球a能靜止在斜面上,需在MN間放一帶電小球b,則b應(yīng)()A.帶負(fù)電,放在A點(diǎn) B.帶正電,放在B點(diǎn)C.帶負(fù)電,放在C點(diǎn) D.帶正電,放在C點(diǎn)答案:C解析:小球a受到的重力、支持力和庫(kù)侖力的合力為0時(shí),才能靜止在斜面上?？芍∏騜帶負(fù)電、放在C點(diǎn)或小球b帶正電、放在A點(diǎn)均可使a受合力為零,故選C。3.如圖所示,a、b、c為真空中三個(gè)帶電小球,b球電荷量為+Q,用絕緣支架固定,a、c兩小球用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛,處于平衡狀態(tài)時(shí)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(xiàn)向左傾斜,懸掛c小球的細(xì)線(xiàn)豎直,則下列說(shuō)法正確的是()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小球電荷量為-4QD.c小球電荷量為+4Q答案:C解析:由于b球帶正電,要使a、c兩球平衡,由平衡條件知,a、c球肯定帶負(fù)電,A、B、D錯(cuò)誤;對(duì)小球c,由庫(kù)侖定律和平衡條件知,kQQcr2+kQa4.如圖所示,光滑絕緣平面上固定一金屬小球A,用原長(zhǎng)為l0的絕緣彈簧將小球A與另一金屬小球B連接,兩球大小不計(jì)。讓它們帶上等量同種電荷,彈簧伸長(zhǎng)量為x1,若兩球電荷量各漏掉一半,彈簧伸長(zhǎng)量變?yōu)閤2,則有()A.x2=12x1 B.x2=14C.x2>14x1 D.x2<14答案:C解析:本題考查應(yīng)用庫(kù)侖定律和胡克定律綜合分析問(wèn)題,培育科學(xué)探究實(shí)力。由題意知,漏電前、后兩球最終均受力平衡,于是有k0x1=kq2(l0+x1)2,k0x2=14kq2(5.在邊長(zhǎng)為a的正方形的每個(gè)頂點(diǎn)上都放置一個(gè)電荷量為q的同種點(diǎn)電荷,假如保持它們的位置不變,每個(gè)點(diǎn)電荷受到的其他三個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力的合力是多大?答案:(解析:對(duì)角線(xiàn)上的點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖斥力為F1=kq2同一邊上兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖斥力大小均為F2=F3=kq2依據(jù)力的合成法則,每個(gè)點(diǎn)電荷所受的靜電力的合力大小為F=kq2(2a)2+26.如圖所示,A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球,A固定在豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高,若B的質(zhì)量為303g,g取10m/s2,則B的電荷量是多少?答案:1.0