2020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場及其應(yīng)用 第2節(jié) 庫侖定律練習(xí)新人教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場及其應(yīng)用 第2節(jié) 庫侖定律練習(xí)新人教版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場及其應(yīng)用 第2節(jié) 庫侖定律練習(xí)新人教版必修3年級：姓名：- 8 -第2節(jié) 庫侖定律一、選擇題(本題共7小題，每題7分，共49分)1(2019福建省同安一中高二上學(xué)期期中)關(guān)于元電荷和點電荷的理解正確的是(d)a元電荷就是點電荷b點電荷一定是電荷量最小的電荷c體積很小的帶電體就是點電荷d元電荷是一個電子所帶的電荷量的絕對值解析：元電荷表示電荷量，是一個電子所帶的電荷量的絕對值，不是點電荷，故a錯誤，d正確；當(dāng)一個帶電體的形狀及大小對它們間相互作用力的影響可忽略時

2、，這個帶電體可看作點電荷，是由研究問題的性質(zhì)決定，與自身大小形狀無具體關(guān)系，與電荷量的多少無關(guān)，故b、c錯誤。2. (2019江蘇省蘇州市高二上學(xué)期期末)如圖所示，一個帶正電的球體m放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球n先后掛在橫桿上的p1和p2處。當(dāng)小球n靜止時，絲線與豎直方向的夾角分別為1和2(2圖中未標(biāo)出)。則(a)a小球n帶正電，12b小球n帶正電，12d小球n帶負(fù)電，12解析：小球m與n相互排斥，m、n帶同種電荷，m帶正電，n也帶正電，小球n受重力mg，繩的拉力，庫侖力f，繩與豎直方向夾角為：tan ，庫侖力：fk， 由于電荷n懸掛在p1點時距離小，庫侖力大，偏角大，故12，故

3、a正確，b、c、d錯誤。3(2019上海市金山中學(xué)高二上學(xué)期期中)兩個相同的金屬小球a、b，所帶的電量qaq0、qb7q0，相距r放置時，相互作用的引力大小為f?，F(xiàn)將a球與b球接觸，再把a、b兩球間的間距增大到2r，那么a、b之間的相互作用力將變?yōu)?a)a斥力、b斥力、c引力、d引力、解析：金屬小球a和b，帶電量分別為q0和7q0，相互作用力大小為f，根據(jù)庫侖定律，有：fk將兩球接觸后再放回原處，電荷先中和再平分，帶電量變?yōu)?q0，根據(jù)庫侖定律，有：fkf，且表現(xiàn)為斥力，故a正確，b、c、d錯誤；故選a。4如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別

4、固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，兩球電量的絕對值均為q，那么，a、b兩球之間的萬有引力f引、庫侖力f庫分別為(d)af引g，f庫kbf引g，f庫kcf引g，f庫kdf引g，f庫k解析：萬有引力定律適用于兩個可看成質(zhì)點的物體，雖然兩球心間的距離l只有半徑的3倍，但由于殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點。因此，可以應(yīng)用萬有引力定律。對于a、b兩帶電球殼，由于兩球心間的距離l只有半徑的3倍，不能看成點電荷，不滿足庫侖定律的適用條件，故d正確。5(2019寧夏銀川一中高二上學(xué)期期末)如圖所示，真空中a、b兩個點電荷的電荷量分別為q

5、和q，放在光滑絕緣水平面上，a、b之間用絕緣的輕彈簧連接。當(dāng)系統(tǒng)平衡時，彈簧的伸長量為x0。設(shè)彈簧發(fā)生的均是彈性形變，則(c)a保持q不變，將q變?yōu)?q，平衡時彈簧的伸長量等于2x0b保持q不變，將q變?yōu)?q，平衡時彈簧的伸長量大于2x0c保持q不變，將q變?yōu)閝，平衡時彈簧的縮短量大于x0d保持q不變，將q變?yōu)閝，平衡時彈簧的縮短量小于x0解析：設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為x。當(dāng)系統(tǒng)平衡時，彈簧的伸長量為x0，則有：kx0保持q不變，將q變?yōu)?q時，平衡時有：k由解得：x12x0，故a錯誤；同理可得b錯誤；保持q不變，將q變?yōu)閝，如果縮短量等于x0，則靜電力大于彈力，故會進一步壓縮彈簧，故平衡

6、時彈簧的縮短量大于x0，故c正確；同理可得d錯誤。6(多選)如圖所示，上端固定在天花板上的絕緣輕繩連接帶電小球a，帶電小球b固定在絕緣水平面上，可能讓輕繩伸直且a球保持靜止?fàn)顟B(tài)的情景是(acd)解析：若要使a球處于靜止?fàn)顟B(tài)其所受的合力為零，對a球所處的各種狀態(tài)進行受力分析，可知a、c、d選項中a球可能處于平衡狀態(tài)。7(多選)宇航員在探測某星球時有如下發(fā)現(xiàn)：(1)該星球帶負(fù)電，而且?guī)щ娋鶆颍?2)該星球表面沒有大氣；(3)在一次實驗中，宇航員將一個帶電小球(小球的帶電量遠(yuǎn)小于星球的帶電量)置于離星球表面某一高度處無初速釋放，帶電小球恰好能處于懸浮狀態(tài)。則根據(jù)以上信息可以推斷(bd)a小球一定帶正

7、電b小球一定帶負(fù)電c只改變小球的電荷量，從原高度無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)d只改變小球離星球表面的高度，無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)解析：可以將帶負(fù)電均勻的星球視為負(fù)點電荷，帶電小球處于平衡狀態(tài)，即為庫侖斥力與萬有引力平衡，則，所以正確答案為b、d。二、非選擇題8(11分)(2020山東省濰坊市高二上學(xué)期三校聯(lián)考)把質(zhì)量2g的帶負(fù)電小球a，用絕緣細(xì)繩懸起，若將帶電荷量為q4.0106 c的帶電球b靠近a，當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距30 cm時，繩與豎直方向成45角。試求：(1)b球受到的庫侖力多大？(2)a球帶電荷量是多少？答案：(1)2102 n(2)5.0108 c解析：(

8、1)帶負(fù)電的小球a處于平衡狀態(tài)，a受到庫侖力f、重力mg以及繩子的拉力t的作用，其合力為零。因此mgtcos 0ftsin 0得fmgtan 2103101 n2102 n。根據(jù)牛頓第三定律有ff2102 n，(2)根據(jù)庫侖定律fkq c5.0108 c。一、選擇題(本題共3小題，每題7分，共21分)1.一根放在水平面內(nèi)的絕緣光滑玻璃管，內(nèi)部有兩個完全相同的彈性金屬小球a和b，帶電荷量分別為9q和q。兩小球從圖示位置由靜止釋放，那么，兩小球再次經(jīng)過圖示位置時，a球的瞬時加速度為釋放時的(a)a.倍 b.倍c1倍 d.倍解析：設(shè)圖示位置時兩小球之間的距離為r，則釋放時兩小球之間的靜電力大小為fk

9、，由牛頓第二定律可得釋放時a球的瞬時加速度a1。釋放后在靜電引力作用下，兩小球接觸后再分開，電量先中和再平分，二者帶了等量同種電荷，當(dāng)再次經(jīng)過圖示位置時，兩小球之間的靜電力大小為fkk，a球的瞬時加速度為a2，所以。a正確。2(2019陜西西北工業(yè)大學(xué)附中高二上學(xué)期期末)如圖所示，水平天花板下用長度相同的絕緣細(xì)線懸掛兩個相同的帶電介質(zhì)小球a、b，左邊放一個帶電荷量為q的固定球時，兩懸線都保持豎直方向。下列說法中正確的是(bc)aa球帶正電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較小ba球帶負(fù)電，b球帶正電，并且a球帶電荷量較小ca球帶負(fù)電，b球帶正電，并且b球帶電荷量較大da球帶正電，b球帶負(fù)電，并且b

10、球帶電荷量較大解析：存在固定球時，對a、b球受力分析，由于懸線都沿豎直方向，說明水平方向各自所受電場力合力為零， 說明a球帶負(fù)電而b球帶正電。根據(jù)庫侖定律a離固定球近，所以a球帶電荷量較小，b球帶電荷量較大。故a、d錯誤，b、c正確。3(2020江西省宜春市高二上學(xué)期期末)如圖所示，a、b是兩個帶有同種電荷的小球，用絕緣絲線懸掛于同一點，兩球靜止時，它們距水平面的高度相等，繩與豎直方向的夾角分別為、，且。若同時剪斷兩根細(xì)線，空氣阻力不計，兩球帶電荷量不變，則(ab)aa球的質(zhì)量比b球的大ba、b兩球同時落地ca球的電荷量比b球的大da、b兩球飛行的水平距離相等解析：對小球受力分析，根據(jù)平衡條件

11、有：mag， mbg，由于，所以mamb，故a正確；mamb，因此水平方向上，a的加速度小于b的加速度。豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)運動的獨立性可知，兩球同時落地，故b正確；a球的電荷量和b球的電量大小無法判斷，故c錯誤；由于a的加速度小于b的加速度，因此a球水平飛行的距離比b球小，故d錯誤。故選ab。二、非選擇題4(9分)如圖所示，一半徑為r的絕緣球殼上均勻的帶有電量為q的電荷，另一電量為q的點電荷放在球心o上，由于對稱性，點電荷受力為零，現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rr)的一個小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受力的大小為k(已知靜電力常量為k)，方向_由球心指向小孔中心_。解析：絕緣球殼電荷的面密度為：球殼上挖去半徑為r的小圓孔，去掉的電量為q，則：qr2與球心o對稱位置相應(yīng)電荷對球心電荷的庫侖力大小為fkk是斥力，方向由球心指向小孔中心。5(10分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一圓形光滑絕緣細(xì)管，細(xì)管截面半徑遠(yuǎn)小于半徑r，在中心處固定一電荷量為q的點電荷。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球在圓形絕緣細(xì)管中做圓周運動，當(dāng)小