2020-2021物理（2019）第三冊9-2 庫侖定律含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年物理人教版（2019）必修第三冊課時作業(yè)：9-2庫侖定律含解析課時作業(yè)2庫侖定律時間:45分鐘一、單項選擇題1．關(guān)于庫侖定律的公式F＝keq\f（q1q2，r2)，下列說法中正確的是(D）A．真空中兩個電荷，大電荷對小電荷的作用力大于小電荷對大電荷的作用力B．當真空中兩個電荷間的距離r→0時，它們之間的靜電力F→∞C．當兩個電荷間的距離r→∞時,庫侖定律的公式就不適用了D．當兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能看成是點電荷,庫侖定律的公式就不適用了解析：由牛頓第三定律可判A錯．當r→0時，庫侖定律不再適用B錯D對．當r→∞時，庫侖定律適用，C錯．只有D選項正確．2．真空中有兩個點電荷Q和q，它們之間的庫侖力為F，下面哪些做法可以使它們之間的庫侖力變?yōu)?。5FA．使Q的電荷量變?yōu)?Q,使q的電荷量變?yōu)?q，同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B．使每個電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變?yōu)樵瓉淼?。5倍C．使其中一個電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離變?yōu)樵瓉淼?.5倍D．保持電荷量不變,使距離變?yōu)樵瓉淼膃q\f（2,3）倍解析：根據(jù)庫侖定律F＝eq\f(kq1q2，r2)，設(shè)原來兩點電荷間距離為r，則原來兩電荷間的庫侖力大小為F＝eq\f(kQq,r2)。當電荷量或距離變化時,根據(jù)庫侖定律，對選項A有FA＝eq\f(k·2Q·3q，2r2）＝eq\f（3F，2)，可見符合要求．對B有FB＝eq\f(k·1。5Q1.5q，1。5r2）＝F，不合要求．對C有FC＝eq\f（k·1.5Q·q,1。5r2)＝eq\f（2F，3），不合要求．對D有FD＝eq\f（k·Qq，2r/32)＝eq\f（9F，4），不合要求．綜上所述，選項A是正確的．3.如圖所示,在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球,從靜止同時釋放，則兩個小球的加速度和速度大小隨時間變化的情況是(C)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,加速度變大解析:因為兩帶電小球帶同種電荷，它們之間的庫侖力為斥力,釋放后兩小球向相反的方向做加速運動，由于兩小球之間的距離增大，其庫侖斥力減小，所以兩球均做加速度減小的加速運動,故選項C正確．4.如圖所示，大小可以忽略不計的帶有同種電荷的小球A和B相互排斥,靜止時絕緣細線與豎直方向的夾角分別是α和β，且α<β，兩小球在同一水平線上，由此可知（D）A．B球受到的庫侖力較大，電荷量較大B．B球的質(zhì)量較大C．B球受到的拉力較大D．兩球接觸后，再處于靜止的平衡狀態(tài)時，懸線的偏角α′、β′仍滿足α′〈β′解析：庫侖力是A、B兩球的受力中的一種，然后應(yīng)用共點力平衡和牛頓第三定律可求出．分別以A、B球為研究對象，其受力情況如圖所示，由共點力的平衡條件有mAg＝FA/tanα、TA＝FA/sinα;mBg＝FB/tanβ、TB＝FB/sinβ,而FA＝FB，由此可見，因為α<β，所以mA>mB，TA>TB。兩球接觸后，每個小球的電荷量可能都發(fā)生變化，但相互間的靜電力仍滿足牛頓第三定律，因此仍有上述的關(guān)系．正確選項為D.5。如圖所示，有三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力如圖中FA所示,那么可以判定點電荷C所帶電荷的電性為（B）A．一定是正電B．一定是負電C．可能是正電,也可能是負電D．無法判斷解析：因A、B都帶正電，所以A、B之間的庫侖力為斥力，方向沿BA方向，而A、C間的庫侖力一定在AC所在直線,由平行四邊形定則可知，A、C間的庫侖力一定是引力,故點電荷C帶負電,選項B正確．6。如圖所示，兩根細線掛著兩個質(zhì)量相同的小球A、B，上、下兩根細線的拉力分別為FA、FB，現(xiàn)使兩球帶同種電荷，此時上、下細線受拉力分別為FA′、FB′，則(B)A．FA＝FA′，F(xiàn)B〉FB′B．FA＝FA′，F(xiàn)B<FB′C．FA<FA′,FB>FB′D．FA<FA′，F(xiàn)B〈FB′解析：設(shè)兩球質(zhì)量均為m。則FA＝2mg,FB＝mg。現(xiàn)使兩球帶同種電荷,以A、B兩個物體整體為研究對象,可知FA′＝2mg，以B球為研究對象，受力分析如圖，則FB′＝mg＋F庫,故B選項正確．

二、多項選擇題7．如圖所示的實驗裝置為庫侖扭秤．細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡．當把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸線扭轉(zhuǎn)的角度，便可找到力F與距離r的關(guān)系．這一實驗中用到了下列哪些物理方法（AD)A．微小量放大法 B．極限法C．比值定義法 D．控制變量法解析：把微弱的庫侖力轉(zhuǎn)換放大成可以看得到的扭轉(zhuǎn)角度,并通過扭轉(zhuǎn)角度的大小找出力和距離的關(guān)系，是微小量放大法，A選項正確;保持其他條件不變，改變A和C的距離而得到F和r的關(guān)系，是控制變量法，D選項正確．8．關(guān)于點電荷，以下說法正確的是（CD）A．足夠小的電荷,就是點電荷B．一個電子，不論在何種情況下均可視為點電荷C．在實際中點電荷并不存在D．一個帶電體能否看成點電荷,不是看它尺寸的絕對值,而是看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計解析：點電荷是一種理想模型，一個帶電體能否看成點電荷不是看其大小，而是應(yīng)具體問題具體分析，是看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計．因此大的帶電體一定不能看成點電荷和小的帶電體一定能看成點電荷的說法都是錯誤的，所以本題A、B錯，C、D對．9．如圖所示，可視為點電荷的小物體A、B分別帶負電和正電，B固定，其正下方的A靜止在絕緣斜面上，則A受力個數(shù)可能為（AC）A．2 B．3C．4 D．5解析：小物體A必定受到兩個力作用，即重力和B對它的庫侖力，這兩個力方向相反，若兩者恰好相等，則A應(yīng)只受這兩個力作用．若向上的庫侖力小于A的重力，則A還將受到斜面的支持力,這三個力不能平衡,用假設(shè)法可得A必定也受到了斜面的靜摩擦力，所以A受到的力可能是2個，也可能是4個，選A、C.10．兩個完全相同的金屬小球，帶電荷量之比為17，相距為r，兩球相互接觸后再放回原來位置,則它們的庫侖力可能為原來的(CD)A。eq\f(4，7) B。eq\f(3，7)C。eq\f（9，7) D。eq\f（16，7)解析：設(shè)兩小球的電荷量分別為Q和7Q，則在接觸前它們的庫侖力大小為F＝kQ×eq\f(7Q，r2).當兩球帶同種的電荷時，接觸后它們的電荷量要平均分配，各為4Q，庫侖力大小為F＝k4Q×eq\f（4Q,r2），此時的庫侖力為原來的eq\f(16，7)倍．當兩球帶異種電性的電荷時，接觸后它們的電荷要先中和，再平均分配其余的電荷量，各為3Q，庫侖力大小為F＝k3Q×eq\f(3Q,r2），是原來的eq\f（9，7)倍．三、非選擇題11.在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān)．他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點，如圖所示．實驗時，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大，再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大．實驗表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的減小而增大，隨其所帶電荷量的增大而增大．此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是控制變量法(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”)．12.如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，固定著質(zhì)量相等的三個小球a、b、c，三球在一條直線上，若釋放a球，a球初始加速度為－1m/s2(向右為正），若釋放c球，c球初始加速度為3m/s2,當釋放b球時,b球的初始加速度應(yīng)是多大？方向如何？答案：2m/s2方向向左解析：由牛頓第二定律,對a球有Fba＋Fca＝－ma0①對c球有Fac＋Fbc＝3ma0②由①②得Fab＋Fcb＝－2ma0即ab＝－2m/s2，方向向左．13.光滑的絕緣水平面上的帶電小球A、B質(zhì)量分別為m1＝2g,m2＝1g；它們的電荷量相等，q1＝q2＝10－7C，A球帶正電，B球帶負電，現(xiàn)在水平恒力F1向右作用于A球,這時A、B一起向右運動，且保持距離d＝0.1m不變，如圖所示，試問:F1答案：2.7×10－2N做勻加速直線運動解析:A、B運動時距離保持不變,說明二者速度、加速度均相等，對于B,水平方向只受A球的庫侖力F2。aB＝eq\f(F2,m2)＝keq\f（q1q2，d2m2)＝9×109N·m2/C2×eq\f（10－7C×10－7C，0.1m2×10－3kg）＝9m/s2，所以aA＝aB＝9m/s2.對于A，水平方向受拉力和庫侖力作用，F(xiàn)1－F2′＝m1aA,