2017-2018學年度高中物理 第一章 靜電場 第2節(jié) 庫侖定律課時訓練【含解析】教科版選修3-1

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1、 第2節(jié)　庫侖定律 【測控導航】 知識點 題號 1.點電荷 1(易) 2.庫侖定律的理解與應用 2(易),3(易) 3.庫侖定律與平衡問題 6(中),7(中),9(中),10(中) 4.綜合應用 4.(易),5(易),8(中),11(難) 1.下列關于點電荷的說法正確的是(　D　) A.任何帶電體,都可以看成是電荷全部集中于中心的點電荷 B.球狀帶電體一定可以看成點電荷 C.點電荷就是元電荷 D.一個帶電體能否看做點電荷應以具體情況而定 解析:一個帶電體能否看做點電荷,是相對于具體問題而言的,不能 單憑其大小和形狀及帶電荷量的多少來判斷,因此D正確

2、,A,B錯誤. 元電荷是電荷量,點電荷是帶電體的抽象,兩者的內(nèi)涵不同,所以C 錯誤. 2.在真空中有兩個帶電小球,帶電荷量分別是q1和q2,則(　C　) A.電荷量大的小球受到的庫侖力大 B.電荷量小的小球受到的庫侖力大 C.兩個小球受到的庫侖力大小相等 D.只有兩個帶電小球所帶電荷量相等,它們受到的庫侖力的大小才 相等 解析:兩個帶電小球之間的庫侖力是兩球間的相互作用力,由牛頓第三定律可知,它們一定是大小相等、方向相反,C正確. 3.要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍,下列方法可行的是(　A　) A.每個點電荷的電荷量都增大到原來的2倍,電荷間的距離不變

3、 B.保持點電荷的電荷量不變,使兩個電荷間的距離增大到原來的2倍 C.一個點電荷的電荷量加倍,另一個點電荷的電荷量保持不變,同時使兩個點電荷間的距離減小為原來的12 D.保持點電荷的電荷量不變,將兩個點電荷間的距離減小為原來的14 解析:根據(jù)庫侖定律可知,當r不變時,q1,q2均變?yōu)樵瓉淼?倍,F變?yōu)樵瓉淼?倍,選項A正確.同理可知選項B,C,D中F均不滿足條件,選項B,C,D錯誤. 4.(2017青島高二檢測)真空中有P1和P2兩個點電荷,不計重力作用,P1的電荷量是P2的2倍,P1的質(zhì)量是P2的一半,將它們釋放的瞬間,P2的加速度的大小等于a,則P1加速度的大小等于(　B　) A

4、.4a B.2a C.a2 D.a4 解析:設P2的帶電荷量為q,則P1的帶電荷量為2q,兩者間的庫侖力為F=kq2qr2,又因為m2=2m1,根據(jù)牛頓第二定律可得P2的加速度為a=Fm2,那么P1的加速度為a′=Fm1=Fm22=2a,選項B正確. 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兩個點電荷的靜電力的合力如圖中FA所示,那么可以判斷點電荷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,所以表現(xiàn)為斥力,即

5、B對A的作用力沿BA的延長線方向,而不論C帶正電還是帶負電,A和C的作用力方向都必須在AC連線上,由平行四邊形定則知,A和C之間必為引力,所以C帶負電,故選項B正確. 6.(2017寧波高二檢測)如圖所示,在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q(q>0)的相同小球,小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接.當3個小球處在靜止狀態(tài)時,每根彈簧長度為l.已知靜電力常量為k,若不考慮彈簧的靜電感應,則每根彈簧的原長為(　C　) A.l+5kq22k0l2 B.l-kq2k0l2 C.l-5kq24k0l2 D.l-5kq22k0l2 解析:以兩邊的任一小球為研究對象,由平衡條件得k

6、0(l-l0)=kq2l2+kq2(2l)2,解得l0=l-5kq24k0l2.選項C正確. 7.(多選)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為α和β,且α<β,兩小球在同一水平線上,由此可知(　CD　) 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.A球受到的拉力較大 D.兩球相互作用的庫侖力大小相等 解析:兩球相互作用的庫侖力大小相等,方向相反,沿兩球連線,即沿水平方向,選項D正確,A錯誤;根據(jù)A,B兩球的受力情況及平衡方程可知mAgtan α=mBgtan β,FAsin α=FBsin β,因此

7、,mA>mB,FA>FB,選項B錯誤,C正確. 8.如圖所示,三個點電荷q1,q2,q3固定在同一直線上,q2與q3的距離為q1與q2距離的2倍,每個電荷所受靜電力的合力均為零,由此可以判定,三個電荷的電荷量之比q1∶q2∶q3等于(　A　) A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36 C.(-3)∶2∶6 D.3∶2∶6 解析:由于三個點電荷所受靜電力合力為零,顯然三個點電荷均為同種電荷是不可能的,故選項B和D錯誤;若q1為負電荷,q2,q3為正電荷,則q1所受合力方向向右而不為零,故選項C錯誤;又由庫侖定律,對q1有kq1q2r2=kq1q39r2,所以q3=9q2,

8、同理可得q3=4q1,q1=94q2.選項A正確. 9.如圖所示,把一帶正電的小球a放在光滑絕緣斜面上,欲使小球a能靜止在斜面上,需在MN間放一帶電小球b,則b應(　C　) A.帶負電,放在A點 B.帶正電,放在B點 C.帶負電,放在C點 D.帶正電,放在C點 解析:小球a受到重力、支持力和庫侖力的作用處于平衡狀態(tài)時,才能靜止在斜面上.可知只有小球b帶負電、放在C點才可使小球a所受合力為零,故選項C正確. 10.如圖所示,用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中.三個帶電小球質(zhì)量相等,A球帶正電.平衡時三根絕緣細線都是直的,但拉力都為零. (1)指出

9、B球和C球分別帶何種電荷,并說明理由; (2)若A球帶電荷量為Q,則B球的帶電荷量為多少? 解析:(1)因為A球與B球間細線無拉力,A球與C球間細線也無拉力,所以B球、C球均與A球帶相反電性電荷,即B,C兩球都帶負電荷. (2)由對稱性知qB=qC,B球受三個力作用,如圖所示.根據(jù)平衡條件有 kQqBr2cos 60=kqCqBr2 解得qB=qC=Q2 故B球的帶電荷量為-Q2. 答案:(1)B,C均帶負電,理由見解析　 (2)-Q2 11.如圖所示,A,B是兩個帶等量同種電荷的小球,A固定在豎直放置的10 cm長的絕緣支桿上,B靜止于光滑絕緣的傾角為30的斜面上且恰與A等高,若B的質(zhì)量為30310-3 kg,則B帶電荷量是多少? (取g=10 m/s2) 解析:因為B靜止于光滑絕緣的傾角為30的斜面上且恰與A等高,設A,B之間的水平距離為L. 依據(jù)題意可得tan 30=hL, L=htan30=1033 cm=103 cm. 對B進行受力分析如圖所示, 依據(jù)物體平衡條件解得庫侖力 F=mgtan 30=30310-31033 N=0.3 N. 依據(jù)庫侖定律得F=kQ2L2, 解得Q=FL2k=0.3910910310-2 C=1.010-6 C. 答案:1.010-6 C 5