物理2 库仑定律复习练习题

这是一份物理2 库仑定律复习练习题，共6页。试卷主要包含了下列关于点电荷的说法正确的是，下列说法中正确的是，解析等内容，欢迎下载使用。

A．带电体形状和大小对相互作用力的影响可以忽略时可看作点电荷
B．电荷量很小的带电体一定可以看作点电荷
C．点电荷一定带正电
D．体积和电量很大的带电体一定不能看作点电荷
2．真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到原来的3倍、Q2增大到原来的3倍、距离R增大到原来的3倍时，电荷间的库仑力变为原来的( )
A．1倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍
3．库仑定律的表达式F＝k eq \f(q1q2,r2)与万有引力定律的表达式F＝G eq \f(m1m2,r2)形式上很相似．科学家建立库仑定律时联想到了万有引力定律，这种科学研究方法是( )
A．等效法 B．控制变量法
C．微元法 D．类比法
4．(多选)下列说法中正确的是( )
A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的
B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体
C．根据F＝k eq \f(Q1Q2,r2)可知，当r→0时，F→∞
D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
5．相距较远的固定绝缘金属球A、B完全相同且带等量同种电荷．此时相互作用力为F，用带绝缘柄的完全相同金属球C(原来不带电)依次与A、B球接触后移走，这时A、B间作用力为( )
A． eq \f(F,8) B． eq \f(F,4) C． eq \f(F,2) D． eq \f(3F,8)
6．两个分别带有电荷量－Q和＋9Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两点处，它们间静电力的大小为F.两小球相互接触后再分开并放到相距为2r的两点处，则两金属小球间静电力的大小变为( )
A． eq \f(9,16)F B． eq \f(16,9)F C． eq \f(9,4)F D． eq \f(4,9)F
7．三个相同的金属小球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的带电荷量为mq，球2的带电荷量为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＝3m B．n＝4m C．n＝6m D．n＝8m
8.
如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的带有异种电荷的小球A、B(A、B可视为质点)，现在B球上施加水平向右，大小为F的作用力后，当两小球保持相对静止时，A、B间的距离为L；若改用方向水平向左，大小为 eq \f(F,2)的力作用在A上后，两小球仍能保持相对静止时，则A、B间的距离为( )
A．4 L B．2 L C．L D． eq \f(1,2)L
9.
如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，A、B两处的点电荷所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是( )
A．A处电荷带正电，QA∶QB＝1∶8
B．A处电荷带负电，QA∶QB＝1∶8
C．A处电荷带正电，QA∶QB＝1∶4
D．A处电荷带负电，QA∶QB＝1∶4
10．如图，在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b，两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，则下列关于a、b的电性及初始位置，符合要求的是( )
11.
(多选)在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带负电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧缓慢地由P到Q从物体A的上方经过，若此过程中物体A始终保持静止，A、B两物体可视为点电荷．则下列说法正确的是( )
A．物体A受到的地面的支持力先减小后增大
B.物体B受到的库仑力保持不变
C．物体A受到的地面的摩擦力先减小后增大
D．库仑力对物体B先做正功后做负功
12.
如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均为q(q>0).将另一个带电量也为q(q>0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于( )
A． eq \r(3)mgB．3mg
C．2 eq \r(3) eq \f(kq2,l2) D． eq \f(\r(3),3) eq \f(kq2,l2)
13.
在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．
(1)实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而增大，随其所带电荷量的________而增大．(两空均选填“增大”或“减小”)
(2)此同学在探究中应用的科学方法是________(选填“累积法”“等效替代法”或“控制变量法”).
14.
如图所示，带电小球A和B放在光滑的绝缘水平面上，球A质量m1＝2×10－3kg，球B质量为m2＝1×10－3kg；所带电荷量值q1＝q2＝1×10－7C，A带正电，B带负电，现有水平向右恒力F作用于A球，可使A、B一起向右运动，且保持间距d＝0.1 m不变，静电力常量k＝9×109 Nm2/C2，求：
(1)A、B间库仑力的大小F1；
(2)B的加速度a；
(3)恒力F的大小．
课时素养评价2 库仑定律
1．解析：带电体的形状、大小对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以能否看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状、体积、带电量的多少以及电性均无具体关系，A正确，B、C、D错误．
答案：A
2．解析：根据库仑定律公式F＝k eq \f(Q1Q2,r2)，当Q1增大到原来的3倍，Q2增大到原来的3倍，即电量的乘积变为原来的9倍，而距离R增大到原来的3倍，即距离的平方也变为原来的9倍，故库仑力是原来的1倍，A正确．
答案：A
3．解析：科学家建立库仑定律时联想到了万有引力定律，这种科学研究方法是类比法，D正确．
答案：D
4．解析：点电荷是一个理想化模型，实际并不存在，一个带电体能否看作点电荷与物体本身大小、电荷量多少无关，要看物体本身的大小与物体相互之间的距离相比能否忽略，故A、D正确，B错误；当r→0时，带电体不能看作点电荷，公式F＝k eq \f(Q1Q2,r2)不再成立，故C错误．
答案：AD
5．解析：根据题意，设A、B带电量都是Q，由库仑定律可知，两球之间的相互作用力的大小是F＝k eq \f(Q·Q,r2)＝ eq \f(kQ2,r2)，第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为q1＝ eq \f(Q,2)，C与B接触再分开后电量相等，均为q2＝ eq \f(\f(Q,2)＋Q,2)＝ eq \f(3,4)Q，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小为F＝k eq \f(\f(3,4)Q·\f(Q,2),r2)＝ eq \f(3,8) eq \f(kQ2,r2)＝ eq \f(3,8)F，D正确，A、B、C错误．
答案：D
6．解析：根据库仑定律，初始时，两金属小球间静电力大小为F＝ eq \f(9kQ2,r2)，两小球相互接触后再分开并放到相距为2r的两点处，此时两金属小球带电量均为＋4Q，则此时静电力大小为F′＝ eq \f(16kQ2,（2r）2)＝ eq \f(4,9)F，D正确．
答案：D
7．解析：初始球1、2之间作用力的大小F＝k eq \f(mnq2,r2)，现使球3先与球2接触，再与球1接触，则q2＝ eq \f(nq,2)，q1＝ eq \f(\f(nq,2)＋mq,2)＝ eq \f(n＋2m,4)q，则F＝k eq \f(q2q1,r2)＝k eq \f(\f(n＋2m,4)q·\f(nq,2),r2)，联立解得n＝6m，C正确．
答案：C
8．解析：将A和B整体为研究对象，当大小为F的力作用在B时，根据牛顿第二定律可知a1＝ eq \f(F,3m)，以A为研究对象，可知k eq \f(qAqB,L2)＝ma1，当大小为 eq \f(F,2)的力作用在A上，加速度为a2＝ eq \f(\f(F,2),3m)＝ eq \f(F,6m)，以B为研究对象，可知k eq \f(qAqB,x2)＝2ma2，解得x＝L，C正确．
答案：C
9．解析：A、B都为正电荷、都为负电荷、或A为正电荷B为负电荷，C处的某正点电荷所受静电力方向都不能平行于AB向左．所以A为负电荷、B为正电荷，受力情况如图所示
由库仑定律可知FBC＝ eq \f(kQBQC,r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(BC)) )，FAC＝ eq \f(kQAQC,r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(AC)) )，又因为 eq \f(rAC,rBC)＝ eq \f(FAC,FBC)＝ eq \f(1,2)，联立可得 eq \f(QA,QB)＝ eq \f(1,8)，B正确．
答案：B
10．解析：带电小球a在光滑绝缘斜面上，对其受力分析，受重力支持力和带电小球b对它的库仑力．两球同时释放瞬间，a球的加速度刚好为零，即带电小球b对它的库仑力与重力和支持力的合力平衡，故带电小球b对小球a的库仑力沿斜面向上．综上所述只有B正确．
答案：B
11．解析：根据F＝k eq \f(Qq,r2) 可知，A受到的库仑力大小不变，从P点运动到最高点的过程中，库仑引力与竖直方向夹角变小，竖直分力变大，根据N＋F cs θ＝mg，所以支持力先减小，从最高点到Q过程，与竖直方向夹角变大，所以支持力变大，故A正确；物体B受到的库仑力大小保持不变，方向不断变化，故B错误；物体A受到的地面的摩擦力f＝F sin θ，摩擦力先减小后增大，故C正确；引力方向与速度始终垂直，不做功，故D错误．
答案：AC
12．解析：球a与球b间距为 eq \r(3)l，对小球a受力分析，受重力、c 球对a球的斥力、b球对a球的斥力和细线的拉力，如图所示
根据平衡条件，水平方向Fab＋Faccs 60°＝T cs 30°，竖直方向Facsin 60°＋T sin 30°＝mg，其中
Fab＝Fac＝k eq \f(q2,（\r(3)l）2)，解得T＝mg＝ eq \f(\r(3),3)· eq \f(kq2,l2)，D正确， A、B、C错误．
答案：D
13．解析：(1)设小球B的质量为m，悬线与竖直方向的夹角为θ，对小球B进行受力分析，可以得到小球B受到的库仑力为F＝mg tan θ，即B球悬线的偏角越大，库仑力也越大，所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大．保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大．(2)先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，这是只改变两球之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量，所以采用的方法是控制变量法．
答案：(1)减小 增大 (2)控制变量法
14．解析：(1)根据库仑定律，则有：A、B间库仑力的大小
F1＝ eq \f(kq1q2,d2)＝9×10－3N
(2)对B研究，B球向右加速，合力向右，根据A、B间库仑力的大小，及牛顿第二定律
F1＝m2a
解得a＝9 m/s2
(3)A、B一起向右运动，且保持间距不变，A、B加速度相等．对A，受到拉力与库仑引力，由牛顿第二定律F－F1＝m1a
解得F＝2.7×10－2N
答案：(1)9×10－3N (2)9 m/s2 (3)2.7×10－2N
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练