人教版高中物理 选修31 1.2 库仑定律 同步练习.docx

1、2019-2019学年人教版高中物理 选修3-1 1.2 库仑定律 同步练习一、选择题1.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为 F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（ ） A.16FB.FC.FD.2.真空中相距为r的两点电荷 、 ，电量均为q ， 相互作用力为 若要使相互作用力变为2F ， 可采用的方法是 A.、 电量同时增大为2q ， 距离保持不变B.电量增大为2q ， 电量不变，距离保持不变C.、 电量不变，距离变为2rD.、 电量不变，距离变为 3.将两个分别带有电荷量 和 的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处 均可视为点

2、电荷 ，它们间库仑力的大小为 现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电小球C先后与A、B相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为 A.FB.C.D.4.如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q ， 放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0 若弹簧发生的均是弹性形变，则（）A.保持Q不变，将q变为2q ， 平衡时弹簧的伸长量等于2x0B.保持q不变，将Q变为2Q ， 平衡时弹簧的伸长量小于2x0C.保持Q不变，将q变为-q ， 平衡时弹簧的缩短量等于x0D.保持q不变，将Q变为-Q ， 平衡时弹簧的缩短量小于x05.如

3、图，真空中一条直线上有四点A、B、C、D ， AB=BC=CD ， 只在A点放一电量为+Q的点电荷时，B点电场强度为E ， 若又将等量异号的点电荷-Q放在D点，则（）A.B点电场强度为 E ， 方向水平向右B.B点电场强度为 E ， 方向水平向左C.BC线段的中点电场强度为零D.B ， C两点的电场强度相同6.如图，三个固定的带电小球a、b和c ， 相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k ， 则（ ）A.a、b的电荷同号， B.a、b的电荷异号， C.a、b的电荷同号， D.a、

4、b的电荷异号， 7.在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中，将一带电轻质小球挂在铁架台上，小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示现增大小球的电荷量后仍挂在原处，丝线与竖直方向的夹角将（ ）A.增大B.减小C.不变D.先减小再增大8.两个相同的金属小球（均可视为点电荷），带电荷量大小之比为1 ：3，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定在距离为 的两处，则两球间库仑力的大小可能为（ ） A.FB.FC.FD.4F9.竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷现用指向墙面的水平推力F作用于小球B ， 两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图7所示如果将

5、小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较()A.推力F将变大B.竖直墙面对小球A的弹力变大C.地面对小球B的支持力不变D.两小球之间的距离变大10.两个相同的金属小球，所带电荷量大小之比为1：7，相距r，两小球可视为点电荷，两者相互接触后再放回原来位置上，则它们之间的库仑力大小与原来之比可能为（ ） A.4：7B.3：7C.16：7D.9：711.如图，倾角为的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上，一质量为m，带电量+q的小物块（可看作是点电荷）恰好能在斜面上匀速下滑，若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量 +Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑

6、至底端的过程中，斜面保持静止不动， 在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下，关于在物块下滑过程的分析正确的是（ ）A.在BA之间，物块将做加速直线运动B.在BD之间，物块受到的库仑力先增大后减小C.在BA之间，斜面对地面的压力有可能不变D.在BA之间，斜面受到地面的摩擦力均为零12.图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出A球能保持静止的是（ ） A.B.C.D.二、解答题13.如图所示，带电荷量分别为 和 的两点电荷A、B ， 相距L ， 求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？14.如图所示，把质量为 克的带电小球A用丝

7、线吊起，若将带电量为 的正电小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为 ， 取 ， 求：（1）小球A带正电还是负电？ （2）此时小球A受到的库仑力大小和方向？ （3）小球A带的电量 ？ 15.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为310-6J ， 将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功310-6J （1）求UAB、UAC各为多少 （2）AB边长为 cm ， 求电场线方向及电场强度大小 答案解析部分一、选择题 1.【答案】B 【解析】【解答】解：由

8、库伦定律可得：变化前：F= 变化后：F= = F，故B正确，ACD错误故选：B【分析】本题比较简单，直接根据库仑力公式得出两次作用力的表达式，则可求得距离不变后的相互作用力，从而解出正确结果2.【答案】B 【解析】【解答】A.根据库仑定律，则有：F=k ；当Q1、Q2电量同时增大为2q，距离保持不变时，库仑力变为4FA不符合题意。B.当Q1电量增大为2q，Q2电量不变，距离保持不变时，库仑力变为2FB符合题意。C.当Q1、Q2电量不变，距离变为2r时，则它们之间的作用力变为F/4，C不符合题意。D.当Q1、Q2电量不变，距离变为0.5r时，则它们之间的作用力变为4F，D不符合题意。故答案为：B

9、。【分析】两点电荷之间的作用力根据库伦定律求解分析即可。3.【答案】B 【解析】【解答】开始时由库仑定律得： 当小球和A接触后，A球带电为Q，再和B球接触时，先中和后总电量为4Q，故平分后B球带电为2Q，因此此时： 由得： ，ACD不符合题意，B符合题意故答案为：B【分析】带电体接触后，电荷的变化规律是先中和后平分，再根据库仑定律求解作用力即可。4.【答案】B 【解析】【解答】设弹簧的劲度系数为K ， 原长为x ， 当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0 ， 则有 ；A、保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有 ，解得 ，A不符合题意；B、同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q ， 平衡时弹簧的伸长量小于

10、 ，B符合题意；C、保持Q不变，将q变为q ， 如果缩短量等于 ，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于 ，C不符合题意；D、保持q不变，将Q变为Q ， 如果缩短量等于 ，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于 ，D不符合题意；故答案为：B。【分析】该题目的突破点是两电荷间的库仑力等于弹簧的弹力，两者相等联立求解即可。5.【答案】D 【解析】【解答】只在A点放正电荷时，B点的场强为：E=k ；又将等量异号的点电荷-Q放在D点后，B点场强为：EB=k + = = E ， 方向水平向右，A B不符合题意；两电荷在BC线段的中点产生的场强方向均向右，则合场强不

11、为零，C不符合题意；C点场强为：EC= + = = E ， 方向水平向右，与B点的电场强度相同，D符合题意；故答案为：D 【分析】假设B、C两点有两个电荷，求出两个电荷受到的电场力，再分别除以自身的电荷量即可，同时需要注意电荷受到的电场力方向。6.【答案】D 【解析】【解答】对小球c所受库仑力分析，画出a对c的库仑力和b对c的库仑力，若a对c的库仑力为排斥力， ac的电荷同号，则b对c的库仑力为吸引力，bc电荷为异号， ab的电荷为异号；若a对c的库仑力为引力，ac的电荷异号，则b对c的库仑力为斥力，bc电荷为同号， ab的电荷为异号，所以ab的电荷为异号。设ac与bc的夹角为 ， 利用平行四

12、边形定则和几何关系、库仑定律可得，Fac=k ，Fbc=k ，tan=3/4，tan= Fbc / Fac ， ab电荷量的比值k= ，联立解得：k=64/27，D符合题意。故答案为：D【分析】需要注意的是该三角形是直角三角形，通过作图，求出点c受到的合力示意图，求出两个力的比值，再通过库伦定律换算到两个电荷间的比值。7.【答案】A 【解析】【解答】解：由题意可知，当增大小球的电荷量时，根据库仑定律，则库仑力增大，由平衡条件，则有： ，因此丝线与竖直方向的夹角增大，故A正确，BCD错误故选：A【分析】根据库仑定律，可判定库仑力的大小变化，再结合平衡条件，即可判定丝线与竖直方向的夹角变化情况8.

13、【答案】B,C 【解析】【解答】由库仑定律得： ，当两球相接触时，若两球电性相同，电荷量均分， ；若两球电性相反，电荷量先中和在均分， ；由上知B、C对。故答案为：BC【分析】该题目需要注意的是，两个小球带电的正负没有确定，需要分情况讨论，根据带电体接触时电荷的分配规律，再利用库仑定律求解即可。9.【答案】C,D 【解析】【解答】以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：N1=mAgtan，将小球B向左推动少许时减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小B不符合题意再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：

14、F=N1；N2=（mA+mB）g，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变A不符合题意，C符合题意由上分析得到库仑力 ，减小，cos增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大D周期故答案为：CD【分析】该题目的求解方法是，假设AB两球的连线与水平面的夹角的锐角为，分别求出两个小球受的力与角的关系，通过分析角的变化分析力的变化。10.【答案】C,D 【解析】【解答】由库仑定律可得： 得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为3：3

15、，所以库仑力是原来的9：7，C、D符合题意，A、B不符合题意。故答案为：CD【分析】该题目需要注意的是，两个小球带电的正负没有确定，需要分情况讨论，根据带电体接触时电荷的分配规律，再利用库仑定律求解即可。11.【答案】B,D 【解析】【解答】开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，而库仑力对于物块是阻力，则导致其做减速运动，A不符合题意；根据库仑定律，则有在BD之间，电荷间的间距先减小后增大，则物块受到的库仑力先增大后减小，B符合题意；开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平

16、衡，是竖直向上的；根据牛顿第三定律，压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的；增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加，故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的；再对斜面体分析，受重力、故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零；从整体角度分析，在BA之间，因库仑斥力，导致斜面对地面的压力增大，C不符合题意，D符合题意.故答案为：BD【分析】两个点电荷，距离越近时，电荷的之间的作用力越大，在分析斜面受到的力时，需要注意的是一定要明确研究对象，是斜面，分析斜面的受力。12.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、对A球进行受力分析：根据力的合

17、成，可知道三个力合力可以为0，故A正确B、对A球进行受力分析：根据力的合成，可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反故B错误C、对A球进行受力分析：根据力的合成，可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反故C错误D、对A球进行受力分析：根据力的合成，可知道三个力合力可以为0，故D正确故选AD【分析】对A球进行受力分析，由于A球能保持静止，根据共点力平衡状态解决问题二、解答题 13.【答案】解:要使三个点电荷都处于平衡状态，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸可知电荷C在AB连线之间，且必须带负电，设电荷C离电荷A距离为x，如图所示：那么电荷A对电荷C的静电力大小 ；电荷B对电荷

18、C的静电力大小 ，当 时，电荷C处于平衡状态，可以得到： 。 【解析】【分析】可以假设一个电荷，分别对小球A和小球B列方程，联立求解即可。14.【答案】（1）解:根据异号电荷相互吸引可知，A带负电（2）解:对球A受力分析，如图根据共点力平衡条件，结合几何关系得到 ， 解得： ，方向向左（3）解:根据库仑定律，有： 故： 即A球的带电量是 ，电性为负电。 【解析】【分析】（1）对小球A进行受力分析，只有当A、B小球为吸引力时，小球A才可以停在空中。（2）对小球A进行受力分析，水平竖直正交分解再求解即可。（3）利用第二问求出的库仑力，利用库仑定律求解即可。15.【答案】（1）解:正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功，A点电势高于B点，可得AB间的电势差为： AC间的电势差为： （2）解:根据BC间的电势差等于0，知BC为等势线，则场强的方向沿BC中垂线由A指向BC中点D 即场强方向为由A指向D 直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得 . 【解析】【分析】（1）正电荷在移动的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A点电势高，利用电场力做的功除以电荷量即可。（2）B、C两点的电势是相同的，故电场的方向是过A点向BC做垂线，大小是利用AC的电势除以垂线段的长度。