高中物理新教材人教版必修第三冊(cè)課時(shí)作業(yè)9.2　庫侖定律Word版含解析

◎考點(diǎn)一對(duì)點(diǎn)電荷的理解1．物理學(xué)引入“點(diǎn)電荷”概念，從科學(xué)方法上來說是屬于()A．觀察實(shí)驗(yàn)的方法 B．控制變量的方法C．等效替代的方法 D．建立物理模型的方法D[點(diǎn)電荷是為了研究物理問題方便而引入的物理模型，是由實(shí)際物體抽象所得，D正確。]2．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是()A．點(diǎn)電荷一定是電荷量很小的電荷B．點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際不存在C．只有體積很小的帶電體，才能作為點(diǎn)電荷D．體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷B[當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們的作用力影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，所以A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]◎考點(diǎn)二對(duì)庫侖定律的理解3．關(guān)于庫侖定律的理解，下面說法正確的是()A．對(duì)任何帶電體之間的靜電力計(jì)算，都可以使用庫侖定律公式B．只要是點(diǎn)電荷之間的靜電力計(jì)算，就可以使用庫侖定律公式C．兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的靜電力，無論是在真空中還是在介質(zhì)中，一定是大小相等、方向相反的D．摩擦過的橡膠棒吸引碎紙屑，說明碎紙屑一定帶正電C[庫侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷，故A、B錯(cuò)；庫侖力也符合牛頓第三定律，C對(duì)；橡膠棒吸引紙屑，紙屑帶正電或不帶電都可以，D錯(cuò)。]4．A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為＋q的點(diǎn)電荷時(shí)，B處點(diǎn)電荷所受到的電場力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為－2q的點(diǎn)電荷，B處點(diǎn)電荷所受電場力為()A．－eq\f(F,2)B．eq\f(F,2)C．－FD．FB[在A處放電荷量為＋q的點(diǎn)電荷時(shí)，Q所受電場力大小為F＝eq\f(kQq,r\o\al(2,AB))；在C處放一電荷量為－2q的點(diǎn)電荷時(shí)，Q所受電場力大小為F′＝eq\f(kQ·2q,r\o\al(2,BC))＝eq\f(2kQq,2rAB2)＝eq\f(kQq,2r\o\al(2,AB))＝eq\f(F,2)。且不管B處點(diǎn)電荷是正還是負(fù)，兩種情況下，其受力方向相同，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]5．(多選)兩個(gè)半徑、材料完全相同的金屬小球，所帶電荷量之比為1∶7，間距為r，把兩球相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的()A．eq\f(7,16)B．eq\f(7,9)C．eq\f(9,7)D．eq\f(16,7)CD[設(shè)兩小球帶電荷量分別為Q、7Q，則F＝eq\f(kQ1Q2,r2)＝eq\f(7kQ2,r2)。若帶同種電荷，將兩帶電小球接觸后分開，放回原來的位置上，相互作用力變?yōu)镕1＝eq\f(16kQ2,r2)＝eq\f(16,7)F，故D正確；若帶異種電荷，將兩帶電小球接觸后分開，放回原來的位置上，相互作用力變?yōu)镕2＝eq\f(9kQ2,r2)＝eq\f(9,7)F，故C正確。]6．如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛的兩個(gè)帶電小球(可視為點(diǎn)電荷)處于靜止?fàn)顟B(tài)，電荷量分別為qA、qB，相距為L。則A對(duì)B的庫侖力為()A．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由A指向BB．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由A指向BC．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由B指向AD．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由B指向AC[由于兩小球相互吸引，所以A對(duì)B的庫侖力方向由B指向A，根據(jù)庫侖定律可得FAB＝keq\f(qAqB,L2)，故C正確。]◎考點(diǎn)三靜電力的疊加與靜電力作用下帶電體的平衡7．如圖所示，有三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知：三角形邊長為1cm，B、C電荷量為qB＝qC＝1×10－6C，A電荷量為qA＝－2×10－6C，A所受B、C兩個(gè)電荷的靜電力的合力F的大小和方向?yàn)?)A．180N，沿AB方向B．180eq\r(3)N，沿AC方向C．180N，沿∠BAC的角平分線D．180eq\r(3)N，沿∠BAC的角平分線D[qB、qC電荷對(duì)qA電荷的庫侖力大小相等，故F＝F1＝F2＝eq\f(kqAqB,r2)＝eq\f(9×109×1×10－6×2×10－6,N＝180N，兩個(gè)靜電力夾角為60°，故合力為F′＝2Fcos30°＝2×180N×eq\f(\r(3),2)＝180eq\r(3)N，方向沿∠BAC的角平分線，故D正確。]8．一端固定在天花板上的絕緣細(xì)線的另一端與一帶正電的小球M相連接，在小球M下面的一絕緣水平面上固定了另一個(gè)帶電小球N，在選項(xiàng)圖中，小球M能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是()ABCDB[M受到三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，則絕緣細(xì)線的拉力與庫侖力的合力必與M的重力大小相等，方向相反，故選項(xiàng)B正確。]9．一個(gè)掛在絕緣絲線下端的帶正電的小球B，由于受到固定的帶電小球A的作用，靜止在如圖所示的位置，絲線與豎直方向夾角為θ，A、B兩球之間的距離為r且處在同一水平線上。已知B球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，靜電力常量為k，A、B兩球均可視為點(diǎn)電荷，整個(gè)裝置處于真空中。求：(1)B球所受電場力F的大小和方向；(2)A球帶電的電性和電量Q。[解析](1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)小球處于平衡狀態(tài)可知F＝mgtanθ ①方向水平向右。(2)小球所受庫侖力大小為F＝keq\f(Qq,r2) ②聯(lián)立①②解得A球的電荷量Q＝eq\f(mgtanθ·r2,kq)二者之間為排斥力，所以A也帶正電。[答案](1)mgtanθ，方向水平向右(2)A球帶正電，eq\f(mgtanθ·r2,kq)(建議用時(shí)：15分鐘)10．如圖所示，在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球，同時(shí)從靜止釋放，則兩個(gè)小球的加速度大小和速度大小隨時(shí)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C[因電荷間的靜電力與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同，故電荷將一直做加速運(yùn)動(dòng)，又由于兩電荷間距離增大，它們之間的靜電力越來越小，故加速度越來越小，C正確。]11．如圖所示，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k，則()A．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝eq\f(16,9)B．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝eq\f(16,9)C．a(chǎn)、b的電荷同號(hào)，k＝eq\f(64,27)D．a(chǎn)、b的電荷異號(hào)，k＝eq\f(64,27)D[如果a、b帶同種電荷，則a、b兩小球?qū)的作用力均為斥力或引力，此時(shí)c在垂直于a、b連線的方向上的合力一定不為零，因此a、b不可能帶同種電荷，A、C錯(cuò)誤；若a、b帶異種電荷，假設(shè)a對(duì)c的作用力為斥力，則b對(duì)c的作用力一定為引力，受力分析如圖所示，由題意知c所受庫侖力的合力方向平行于a、b的連線，則Fa、Fb在垂直于a、b連線的方向上的合力為零，由幾何關(guān)系可知∠a＝37°、∠b＝53°，則Fasin37°＝Fbcos37°，解得eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(4,3)，又由庫侖定律及以上各式代入數(shù)據(jù)可解得eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(qa,qb)))＝eq\f(64,27)，B錯(cuò)誤，D正確。]12．如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB＝30°，斜面內(nèi)部O點(diǎn)(與斜面無任何連接)固定有一正點(diǎn)電荷，一帶負(fù)電的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))可以分別靜止在M、N點(diǎn)和MN的中點(diǎn)P上，OM＝ON，OM∥AB，則下列判斷正確的是()A．小物體分別在三處靜止時(shí)所受力的個(gè)數(shù)一定都是4個(gè)B．小物體靜止在P點(diǎn)時(shí)受到的支持力最大，靜止在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支持力相等C．小物體靜止在P點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力最大D．當(dāng)小物體靜止在N點(diǎn)時(shí)，地面給斜面的摩擦力為零B[從小物體所受重力、支持力和庫侖力的方向關(guān)系看，小物體在M點(diǎn)時(shí)可以只受三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小物體靜止時(shí)受到的支持力大小與受到的重力和庫侖力在垂直斜面方向的分力之和相等，又由于P點(diǎn)離O點(diǎn)最近，且此時(shí)庫侖力垂直于斜面，故小物體在P點(diǎn)時(shí)受到的支持力最大，由M、N點(diǎn)相對(duì)P點(diǎn)的對(duì)稱關(guān)系可知，小物體在M、N兩點(diǎn)時(shí)受到的庫侖力垂直斜面方向的分力相等，故小物體靜止在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支持力相等，故選項(xiàng)B正確；在P點(diǎn)時(shí)，小物體所受靜摩擦力大小等于重力沿斜面方向的分力大小，而在N點(diǎn)時(shí)所受靜摩擦力大小等于重力和庫侖力沿斜面方向的分力大小之和，故小物體在P點(diǎn)受到的摩擦力小于在N點(diǎn)受到的摩擦力，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小物體靜止在N點(diǎn)時(shí)，對(duì)斜面和小物體整體受力分析可知，受到沿左下方的庫侖力，由平衡條件知地面給斜面的摩擦力方向向右，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]13．如圖所示，電荷量Q＝2×10－7C的正點(diǎn)電荷A固定在空間中O點(diǎn)，將質(zhì)量m＝2×10－4kg，電荷量q＝1×10－7C的另一正點(diǎn)電荷B從O點(diǎn)正上方m的某處由靜止釋