人教版高中物理必修第三冊第九章靜電場及其應用9-2庫侖定律練習含答案

第九章靜電場及其應用2庫侖定律【基礎鞏固】1.真空中有兩個靜止的點電荷,若保持它們之間的距離不變,而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍,則兩電荷間的靜電力的大小將變?yōu)樵瓉淼?)A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍答案:B2.如圖所示,在絕緣光滑水平面上,相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球.同時從靜止釋放兩個小球,則兩小球的加速度大小和速度大小隨時間變化的情況是()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:因小球間的靜電力與小球的運動方向相同,故小球將一直做加速運動;又由于兩小球間距離增大,所以它們之間的靜電力越來越小,加速度越來越小,選項C正確.答案:C3.如圖所示,某同學為研究靜電力大小的影響因素,用輕質絕緣細線將帶電小球A懸掛在鐵架臺上O點,細線長度遠大于小球直徑,在O點正下方固定一帶電小球B.兩球靜止時,細線與豎直方向呈一定夾角.某時刻起,小球A緩慢漏電,開始在豎直平面內緩慢運動,在小球A運動過程中,細線的拉力大小變化情況是()A.一直增大 B.一直減小C.一直不變 D.先增大后減小答案:C4.有三個完全一樣的金屬小球A、B、C,A的電荷量為+7q,B的電荷量為-q,C不帶電,將A、B分別固定起來,此時A、B間的相互作用力的大小為F,然后讓C球反復與A、B球接觸,最后移去C球,則最終A、B球間的相互作用力的大小約為()A.79F B.97F C.47F 答案:C5.如圖所示,光滑絕緣的水平地面上有相距為l的點電荷A、B,電荷量分別為-4Q和+Q,現(xiàn)引入第三個點電荷C,使三個電荷都處于平衡狀態(tài),則C的電荷量和放置的位置是()A.-Q,在A左側距A為l處B.-2Q,在A左側距A為l2C.-4Q,在B右側距B為l處D.+2Q,在A右側距A為3l解析:根據(jù)電荷規(guī)律可知,C應放在B的右側,且與A電性相同,帶負電.由FAB=FCB,得k4Q2l2=kQCQrBC2;由FAC=FBC,得k4QQC(r答案:C6.設某星球帶負電,一帶電粉塵懸浮在距該星球表面1000km的地方,若將同樣的帶電粉塵帶到距該星球表面2000km的地方相對于該星球無初速度釋放,該星球的半徑遠小于1000km,則此帶電粉塵()A.向星球下落 B.仍懸浮C.推向太空 D.無法判斷解析:設粉塵距星球球心為r,粉塵質量為m,星球質量為m0,粉塵電荷量為q,星球電荷量為Q,當r=1000km時,kQqr2=Gm0mr2,所以kQq答案:B7.(2022·上海卷)如圖所示，水平面上有一帶電荷量為Q的均勻帶電圓環(huán),圓心為O.其中央軸線上距離O點為d的位置有一帶電荷量為q的點電荷.若點電荷受到的靜電力為F,則FkQqd2(k為靜電力常量)(選填“>”“<”或“=”).靜電力常量k的單位可表示為解析:將帶電圓環(huán)平均分成無數(shù)份,每份都可以看成點電荷,且與點電荷q的距離為l=d2+r2,根據(jù)對稱性可知,圓環(huán)上的電荷對點電荷q的靜電力的水平分量被抵消,只剩豎直分量,且距離大于d,因此F<kQqd2.用“SI單位制”中的基本單位表示力的單位是kg·m/s2,距離的單位是m,電荷量的單位是A·s,故靜電力常量k的單位可表示為kg·m答案:<kg·m3·s-4·A-2【拓展提高】8.(多選)同一水平直線上依次排列的三個點電荷甲、乙、丙,它們的電荷量分別為q1、q2、q3,三個點電荷恰好都處于平衡狀態(tài),水平方向除相互作用的靜電力外不受其他力作用.已知甲、乙間的距離是乙、丙間距離的2倍.下列說法正確的是()A.若甲、丙為正電荷,則乙為負電荷B.若甲、丙為負電荷,則乙為正電荷C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36答案:ABC9.如圖所示,A、B、C為真空中的三個帶電小球,B球的電荷量為+Q,用絕緣支架固定,A、C兩小球用絕緣細線懸掛,處于平衡狀態(tài)時三小球球心等高,且A、B和B、C間距離相等,懸掛A小球的細線向左傾斜,懸掛C小球的細線沿豎直方向,則()A.A、B、C三小球帶同種電荷B.A、C兩小球帶異種電荷C.A小球的電荷量為-4QD.C小球的電荷量為+4Q解析:根據(jù)平衡條件可知,因B球帶正電,要使A、C兩球平衡,A、C兩球一定帶負電,故選項A、B、D錯誤.對C小球進行分析,A、C間的距離是B、C間的距離的2倍,由庫侖定律,則有kQQCr2=kQA答案:C10.如圖所示,固定在水平地面上的光滑絕緣圓筒內有兩個帶正電小球A、B,A位于筒底靠在左側壁處,B在右側筒壁上受到A的斥力作用處于靜止.若筒壁豎直,A的電荷量保持不變,B由于漏電而下降少許后重新平衡.下列說法中正確的是()A.小球A、B間的靜電力變小B.小球A、B間的靜電力不變C.小球A對筒壁的壓力變小D.小球A對筒底的壓力不變解析:根據(jù)題意,對B進行受力分析,如圖所示.由平衡條件有F靜cosθ=mBg,解得,小球A、B間的靜電力F靜=mBB下降,θ角變大,cosθ變小,靜電力F靜變大,選項A、B錯誤.根據(jù)題意,對A進行受力分析,如圖所示.由平衡條件有,筒壁對小球A的支持力為FN=F靜·sinθ,由于F靜和sinθ都變大,故FN變大,由牛頓第三定律可知,小球A對筒壁的壓力變大,選項C錯誤.以整體為研究對象可知,筒底對A球的支持力大小等于A、B兩球的重力,由牛頓第三定律可知,A球對筒底的壓力也等于A、B兩球的重力,保持不變,故選項D正確.答案:D11.如圖所示,A、B兩小球帶等量異種電荷,電荷量為q,A球被一根絕緣輕繩系于O點,B球固定在絕緣輕桿上,兩球穩(wěn)定時位于同一高度,輕繩與豎直方向夾角為60°.已知兩球質量均為m,重力加速度為g,靜電力常量為k.則下列說法正確的是()A.A、B兩球距離為kB.a繩拉力大小為3mgC.B球對輕桿的作用力大小為2mgD.若B球電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍,穩(wěn)定后,A、B間靜電力大小變?yōu)樵瓉淼?倍解析:對A球受力分析,受重力mg、繩的拉力FT和靜電力F,由平衡條件得FTsin60°=F=kq2r2,FTcos60°=mg,解得F=3mg,FT=2mg,r=kq23mg,故選項A、B錯誤;對B球受力分析,受重力mg、靜電力F和輕桿的作用力FN,由平衡條件得FN=F2+(mg答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.如圖所示,小球A用兩根等長的絕緣細繩a、b懸掛在水平天花板上,兩繩之間的夾角為60°.A的質量為0.1kg,電荷量為2.0×10-6C.A的正下方0.3m處固定有一帶等量同種電荷的小球B.A、B均可視為點電荷,靜電力常量k=9×109N·m2/C2,g取10m/s2.求:(1)細繩a的拉力大小;(2)剪斷細繩a的瞬間,細繩b的拉力大小和小球A的加速度大小.解析:(1)小球A、B之間的靜電力F=kQ2r2,