人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用2 库仑定律精品课后作业题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用2 库仑定律精品课后作业题，共5页。试卷主要包含了单项选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 物理学中，“质点”、“点电荷”这两个概念的建立所体现的共同的科学思维方法是
A. 比值法B. 等效替代法C. 理想化模型D. 控制变量法

2. A 、 B 两个点电荷间的距离保持恒定，当其他一些电荷被移近时，A 、 B 间的库仑力将
A. 变大B. 变小C. 不变D. 都有可能

3. 静电力恒量 k 的数值及单位是
A. 9×109 N⋅m2/C2B. 9×10−9 N⋅m2/C2
C. 9×109 C2/(N⋅m2)D. 9×10−9 C2/(N⋅m2)

4. 如图所示，一带正电的物体位于 M 处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在 P1 、 P2 、 P3 的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。则下面关于此实验得出的结论中正确的是
A. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关
B. 电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关
C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电量有关
D. 电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关

5. 两个半径为 R 的带异号电的金属球所带电荷量大小分别为 q1 和 q2，当两球心相距 3R 时，相互作用的静电力大小为
A. F>kq1q2(3R)2B. F=kq1q2(3R)2C. F
6. 关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是
A. 元电荷实际上是指电子和质子本身
B. 点电荷所带电荷量一定很小
C. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍
D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型

7. A 、 B 、 C 三点在同一直线上，AB:BC=1:2，B 点位于 A 、 C 之间，在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷。当在 A 处放一电荷量为 +q 的点电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 A 处电荷，在 C 处放一电荷量为 −2q 的点电荷，其所受电场力为
A. −F2B. F2C. −FD. F

8. 如图，三个完全相同的绝缘金属小球 a 、 b 、 c 位于等边三角形的三个顶点上，球 c 在 xOy 坐标系原点 O 上，球 a 、 c 带正电，球 b 带负电，球 a 所带电荷量比球 b 所带电荷量少。关于球 c 受到球 a 、球 b 的静电力的合力方向，下列说法中正确的是
A. 从原点指向第 I 象限B. 从原点指向第 II 象限
C. 从原点指向第 III 象限D. 从原点指向第 IV 象限

9. 真空中两个完全相同的金属小球半径均为 r，相距 L（r≪L），带电量分别为：Q1=+Q ， Q2=−9Q，此时两电荷间的相互作用力为 F，如将两小球接触一下再放回原位则作用力将变为
A. 169 F B. 916 F C. 259 F D. 925 F

10. 如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a 、 b 、 c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球 c 位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成 60∘ 角，bc 连线与竖直方向成 30∘ 角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是
A. a 、 b 、 c 小球带同种电荷
B. a 、 b 小球带异种电荷，b 、 c 小球带同种电荷
C. a 、 b 小球电量之比为 36
D. a 、 b 小球电量之比为 39

二、解答题（共3小题；共39分）
11. 如图甲所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球 B 静止在图示位置，细线与竖直方向的夹角为 θ。若固定的带正电的小球 A 的电荷量为 Q，B 球的电荷量为 q，A 和 B 相距为 r 且在同一水平线上，整个装置处于真空中（静电常数为 k），求：
（1）A 与 B 之间库仑力大小和方向。
（2）B 球的质量 m。

12. 如图所示，真空中有两个点电荷 Q1=+4.0×10−2C 和 Q2=−1.0×10−2C，分别固定在 x 坐标轴的 x=0 和 x0=6 cm 的位置上：
（1） x 坐标轴上哪个位置的电场强度为零?
（2） x 坐标轴上哪些地方的电场强度的方向是沿 x 轴正方向的?

13. 三个金属小球 a 、 b 、 c 完全相同，其中两个带等量异种电荷，另一个不带电。现在将 a 与 b 接触后分开一定距离 r（r 远大于小球半径），发现 a 、 b 之间存在静电斥力，其大小为 F。
（1）某同学说 c 肯定带电，你是否同意他的观点?请说明理由。
（2）接着移走 a，把 b 与 c 接触，再分开同样的距离 r，求 b 、 c 之间的静电力大小。
答案
第一部分
1. C
【解析】“质点”、“点电荷”这两个概念的建立所体现的共同的科学思维方法是理想化模型，故ABD错误，C正确。
故选C。
2. C
3. A
4. A
【解析】在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，故BCD错误，A正确。
5. C
6. C
【解析】元电荷是指一个电子所带的电荷量，并不是指电子或质子本身，故 A 选项错误；
在条件满足情况下点电荷可以代替任何带电体，故 B 选项错误；
任何带电体所带电荷量都是元电荷电荷量的整数倍，故 C 选项正确；
点电荷是理想化模型，元电荷是最小电荷单位，检验电荷是指电荷量很小的电荷，故 D 选项错误。
7. B
【解析】在 A 处放电荷量为 +q 的点电荷时，A 处电荷所受电场力为 F=kQqrAB2 移去 A 处电荷，在 C 处放电荷量为 −2q 的点电荷时，C 处电荷所受电场力为 Fʹ=kQ⋅2qrAB2=2kQq(2rAB)2=kQq2rAB2=F2，不论 B 处电荷是正还是负，C 处电荷受力的方向与原 A 处电荷受力方向一致，故选项 B 正确，A 、 C 、D 错误。
8. D
9. A
【解析】由库仑定律可得：
两球接触前的库仑力 F=kQ⋅9Qr2；
而两球接触后平分电量，则两球的电量 qʹ=Q−9Q2=−4Q
则作用力 Fʹ=k4Q2r2=169 F；
故A正确，BCD错误。
10. D
【解析】对 c，受到重力、环的支持力以及 a 与 b 的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有 a 对 c 的库仑力的分力与 b 对 c 的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a 与 b 对 c 的作用力都是吸引力，或都是排斥力，则 a 与 b 的电性必定是相同的；
a 与 b 带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力。对 a，a 受到重力、环的支持力以及 b 、 c 对 a 的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向左的分力、 b 对 a 的库仑力向左的分力、 c 对 a 的库仑力的分力，若 a 要平衡，则 c 对 a 的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以 c 对 a 的作用力必须是吸引力，所以 c 与 a 的电性一定相反。
即：a 、 b 小球带同种电荷，b 、 c 小球带异种电荷，故A错误，B错误；
设环的半径为 R，三个小球的带电量分别为：q1 、 q2 和 q3，由几何关系可得：ac=R，bc=3R；
a 与 b 对 c 的作用力都是吸引力，或都是排斥力，它们对 c 的作用力在水平方向的分力大小相等，则：
kq1q3(ac)2⋅sin60∘=kq2q3(bc)2⋅sin30∘
所以：q1q2=39，故C错误，D正确。
第二部分
11. （1） kQqr2；与 AB 连线方向相反
【解析】F库=kQqr2，方向：与 AB 连线方向相反（A 指向 B）。
（2） kQqgr2tanθ
【解析】对 B 进行受力分析可知 F库=mgtanθ 则 kQqr2=mgtanθ 解得 m=kQqgr2tanθ。
12. （1） x=12 cm
【解析】场强为零的位置应在两异种电荷连线的延长线上，且靠近电荷量小的电荷。设该点坐标为 x，则有 kQ1x2=kQ2(x−x0)2，代入数据可得 x=12 cm。
（2） 012 cm 电场方向也沿 x 轴正方向。
【解析】 012 cm 电场方向也沿 x 轴正方向。
13. （1） 同意，可用反证法：假设 c 不带电，则 a 、 b 带等量异种电荷，接触后分开就不存在静电力，所以 c 肯定带电
（2） 14F