物理必修 第三册2 库仑定律课时训练

微点2　库仑定律的理解及简单应用

1．下列关于电荷、点电荷的说法，正确的是(　　)

A．自然界只存在三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷

B．足够小(如体积小于0.1 mm3)的电荷，就是点电荷

C．物体的带电荷量可以是3×10－19 C

D．一个带电体能否看成点电荷，是看它的形状和大小对所研究问题的影响是否可忽略不计

2．下列说法中正确的是(　　)

A．点电荷就是体积很小的带电体

B．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体

C．根据F＝k，设想当r→0时得出F→∞

D．静电力常量的数值是由实验得出的

3．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球直径的2倍．若使它们带上等量异种电荷，两球带电荷量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为(　　)

A．F引＝G，F库＝k

B．F引≠G，F库≠k

C．F引≠G，F库＝k

D．F引＝G，F库≠k

4．(多选)对于库仑定律，下列说法正确的是(　　)

A．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝k

B．两个带电小球即使相距非常近，库仑定律也适用

C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小都一定相等

D．当两个半径为r的带电金属球中心相距4r时，它们之间的静电力大小只取决于它们各自所带的电荷量

5.

库仑利用如图所示的装置进行实验研究，得出了库仑定律．关于实验装置和实验操作，下列说法正确的是(　　)

A．小球A、B、C均为带电小球

B．库仑用仪器测量了金属球所带电荷量的具体数值

C．A和C之间的静电力大小是用弹簧测力计测量出来的

D．A和C之间的静电力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度来比较静电力的大小

6．如图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置．现将电子秤示数清零(“去皮”)后，给A、B带上同种电荷．下列说法正确的是(　　)

A．A、B所带电荷量必须相等

B．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对平衡力

C．电子秤的示数与A、B间的距离成反比

D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数将减半

7．如图所示，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所带的电荷量比b所带的电荷量小．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表示，它应是(　　)

A．F1    B．F2

C．F3    D．F4

8．如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9 C、QB＝－4×10－9 C、QC＝＋3×10－9 C的A、B、C三个点电荷，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为(　　)

A．9.9×10－4 N    B．9.9×10－3 N

C．1.17×10－4 N    D．2.7×10－4 N

9．如图所示，真空中两个完全相同的绝缘带电金属小球A、B(均可看作点电荷)，分别带有－Q和＋Q的电荷量，两小球间的静电力为F.现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，接着再使A、B间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小为(　　)

A．F    B．F

C．F D．F

10．如图所示，在边长为L的正方形的四个顶点上，分别固定四个电荷量大小均为q的点电荷，其中A、D带正电，B、C带负电，则B受到其他三个电荷静电力的合力大小为(　　)

A．0    B．

C．    D．(－)

11．如图所示，水平桌面上放置一电子秤．一绝缘支架放在电子秤上，上端固定一带电小球a，稳定后电子秤示数为F.现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球b与a球充分接触后，再移至小球a正上方L处，待系统稳定后，电子秤示数为F1.把小球b移走使其恢复到不带电的状态，然后再将小球b与小球a充分接触并重新移至a球正上方L处，电子秤示数为F2，若两小球完全相同，则下列结论正确的是(　　)

A．F1<F2

B．F1>F2

C．F1＝F2

D．F1、F2均小于F

微点2　库仑定律的理解及简单应用

1．答案：D

解析：带电体可否看作点电荷，由所研究问题的性质决定，不能仅凭带电体自身的大小、形状确定；任何物体的带电荷量都是元电荷电量或是元电荷电量的整数倍，选项D正确．

2．答案：D

解析：当带电体的形状和大小对我们所研究的问题影响不大时，就可以看作点电荷，点电荷不是体积很小的电荷，A、B错误；当r→0时，库仑定律不再适用，C错误；静电力常量的数值是由实验得出的，D正确．

3．答案：D

解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有直径的2倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，因此可以用万有引力定律求F引；对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有直径的2倍，且电荷集中于两球靠近的一侧，不能将其看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，根据电荷之间的相互作用，电荷之间的距离小于l，D正确．

4．答案：AC

解析：库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷，当两个带电小球离得非常远时，可以被看成点电荷，离得非常近时带电小球的电荷分布会发生变化，不能被看作点电荷，故不能用库仑定律来计算静电力的大小，A正确，B、D错误；两个点电荷之间的库仑力是一对作用力和反作用力，大小相等，C正确．

5．答案：D

解析：在该实验中，细悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的小球B，B与A所受的重力相等，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力F使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度来比较静电力的大小，故A、C错误，D正确；该实验中没有测量A与C所带的电荷量，B错误．

6．答案：D

解析：探究电荷间的库仑力规律时，库仑力与两电荷所带电荷量多少有关，与两电荷间的距离有关，但不一定必须是两电荷的电荷量相等，不相等一样可以探究库仑力，故A错误；A对B的库仑力与B对A的库仑力是两电荷间的一对相互作用力，分别作用在两个带电体上，不是一对平衡力，B错误；电子秤的示数与A、B间的距离的二次方成反比，故C错误；用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，C与A各带电荷量是原来A所带电荷量的一半，因为A、B间的库仑力与两电荷的电荷量乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，故D正确．

7．答案：B

解析：

根据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力的方向，考虑a的带电荷量小于b的带电荷量，根据平行四边形定则求合力如图所示，选项B正确．

8．答案：A

解析：A受到B、C点电荷的库仑力如图所示，根据库仑定律有

FBA＝＝ N＝1.08×10－3 N

FCA＝＝ N＝9×10－5 N

规定沿这条直线由A指向C为正方向，则点电荷A受到的合力大小为FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5)N＝9.9×10－4 N，故选项A正确．

9．答案：C

解析：根据库仑定律知，F＝k＝＝k用不带电的同样的金属小球C与A接触，则A、C带的电荷量为QA＝QC＝－Q，C再与B接触，则B带的电荷量为QB＝＋Q，根据库仑定律知此时静电力大小：F′＝k＝k＝F.

10．答案：D

解析：

B受到其他三个电荷的静电力如图所示，根据库仑定律有F1＝F2＝k，F3＝k，则B受到的合力F＝F1－F3＝(－)，D正确．

11．答案：B

解析：设小球a的电荷量为Q，小球b与小球a第一次充分接触后，两小球带同种电荷，电荷量均为，再移至小球a正上方L处，b对a有向下的库仑力，设为F′，则有F′＝k＝k，此时电子秤的示数为F1＝F＋F′>F，使小球b再次不带电后，将不带电的小球b与小球a再次充分接触后，两小球带同种电荷，电荷量均为，重新移至小球a正上方L处，b对a有向下的库仑力，设为F″，则有F″＝k＝k，此时电子秤的示数为F2＝F＋F″>F.因为F′>F″，故F1>F2，故选B.