2023-2024學(xué)年高中物理人教版2019課后習(xí)題第九章2-庫(kù)侖定律

2.庫(kù)侖定律合格考達(dá)標(biāo)練1.關(guān)于庫(kù)侖定律,下列說(shuō)法正確的是()A.庫(kù)侖定律適用于點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體B.根據(jù)庫(kù)侖定律,當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離趨近于零時(shí),靜電力將趨向無(wú)窮大C.若點(diǎn)電荷Q1的電荷量大于Q2的電荷量,則Q1對(duì)Q2的靜電力大于Q2對(duì)Q1的靜電力D.庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式相似,都是二次方反比定律答案D解析點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體的近似,只有帶電體的大小和形狀對(duì)電荷的作用力影響很小時(shí),實(shí)際帶電體才能視為點(diǎn)電荷,故選項(xiàng)A錯(cuò);當(dāng)兩個(gè)電荷之間的距離趨近于零時(shí),不能再視為點(diǎn)電荷,公式F=kq1q2r2不能用于計(jì)算此時(shí)的靜電力,故選項(xiàng)B錯(cuò);q1和q2之間的靜電力是一對(duì)相互作用力,它們的大小相等,故選項(xiàng)C錯(cuò);庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式相似,研究和運(yùn)用的方法也很相似,2.如圖所示,兩個(gè)帶電球,大球的電荷量大于小球的電荷量,可以肯定()A.兩球都帶正電B.兩球都帶負(fù)電C.大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力D.兩球受到的靜電力大小相等答案D解析由題圖可知,兩帶電球相互排斥,說(shuō)明兩球一定帶同種電荷,但不能確定是正電荷,還是負(fù)電荷,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;兩帶電球間的靜電力具有一般力的共性,符合牛頓第三定律,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。3.要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍,下列方法可行的是()A.每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都增大到原來(lái)的2倍,電荷間的距離不變B.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,使兩個(gè)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍C.一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量增大到原來(lái)的2倍,另一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量不變,同時(shí)使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1D.保持點(diǎn)電荷的電荷量不變,將兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1答案A解析根據(jù)庫(kù)侖定律F=kq1q2r2可知,當(dāng)r不變時(shí),q1、q2均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,F變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,A正確;同理可知B4.如圖所示,在絕緣的光滑水平面上,相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球,從靜止同時(shí)釋放,則兩個(gè)小球的加速度和速度大小隨時(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,加速度變大答案C解析兩球均做加速直線運(yùn)動(dòng),速度變大;再由庫(kù)侖定律公式F=kq1q2r2知,隨著距離的增大,兩小球間的斥力減小,5.如圖所示,用兩根同樣的絕緣細(xì)線把甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電小球懸掛在同一點(diǎn)上,甲、乙兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知兩球帶同種電荷,且甲球的電荷量大于乙球的電荷量,F1、F2分別表示甲、乙兩球所受的庫(kù)侖力,則下列說(shuō)法中正確的是()A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1與F2大小一定相等D.無(wú)法比較F1與F2的大小答案C解析兩個(gè)電荷間的相互作用的庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律,甲、乙兩球所受的庫(kù)侖力等大反向,作用在一條直線上,選項(xiàng)C正確。6.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,相距18cm,其中Q1帶正電,電荷量為1.8×1012C,它們之間的引力F=1.0×1012N,求Q2所帶的電荷量及電性。答案2.0×1012C負(fù)電解析由于是真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷,符合運(yùn)用庫(kù)侖定律解題的條件。由庫(kù)侖定律:F=k·Q1Q2r2,可得Q2=Fr2kQ1=1因?yàn)镼1、Q2間的作用力為引力,可見(jiàn)Q2帶負(fù)電。7.有A、B兩個(gè)帶電小球,A固定不動(dòng),B的質(zhì)量為m。在靜電力作用下,B由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知初始時(shí),A、B間的距離為d,B的加速度為a。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,B的加速度變?yōu)閍4,此時(shí),A、B間的距離應(yīng)為多少答案2d解析如圖所示,設(shè)A、B帶的電荷量分別為q1、q2,B的加速度為a4時(shí)A、B間的距離為x,kq1q2d2kq1q2x聯(lián)立①②求得x=2d。等級(jí)考提升練8.假若地球是一個(gè)理想化的均勻帶電球體,半徑為r,帶負(fù)電荷Q。現(xiàn)設(shè)法使人帶上負(fù)電q放入地球的球心,人和地球間彼此絕緣,則人和地球之間的庫(kù)侖力為()A.無(wú)窮大 B.0C.kQqr2 D答案B解析把地球細(xì)分成無(wú)數(shù)關(guān)于球心對(duì)稱的小帶電體,每?jī)蓧K關(guān)于球心對(duì)稱的帶電體對(duì)人的作用力大小相等、方向相反,效果抵消,所以人受的庫(kù)侖力為零。9.(2021山東曲阜師范大學(xué)附中高二期中)人類已探明某星球帶負(fù)電,假設(shè)它是一個(gè)均勻帶電的球體,將一帶負(fù)電的粉塵置于該星球表面h高處,恰處于懸浮狀態(tài),現(xiàn)設(shè)科學(xué)家將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h高處無(wú)初速度釋放,不考慮星球的自轉(zhuǎn)影響,則此帶電粉塵將()A.向星球中心方向下落B.被推向太空C.仍在那里懸浮D.無(wú)法確定答案C解析對(duì)粉塵受力分析,可知其受萬(wàn)有引力及庫(kù)侖力的作用。在星球表面h高度處,粉塵處于懸浮狀態(tài),說(shuō)明粉塵所受庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力平衡,kq1q2(R+h)2=Gm1m2(R+h)2,得kq1q2=Gm1m210.(多選)兩個(gè)相同的金屬小球,帶電荷量之比為1∶7,相距為r,兩者相互接觸后再放回原來(lái)的位置上,則它們間的庫(kù)侖力可能為原來(lái)的()A.47 B.37 C.97答案CD解析設(shè)兩金屬球帶異種電荷,電荷量分別為q和7q,兩者間靜電力大小為:F=kq·7qr2=7kq2r2;兩者接觸后再放回原來(lái)的位置上,兩球所帶電荷量均為3q,靜電力大小為:F'=k3q·3qr2=9kq2r2,是原來(lái)的97,選項(xiàng)C正確;設(shè)兩金屬球帶同種電荷,電荷量分別為q11.如圖所示,將兩個(gè)質(zhì)量均為m、殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻的完全相同的金屬球殼a和b,固定于絕緣支架上,兩球殼球心間的距離l是半徑r的3倍。若使它們帶上等量異種電荷,使其電荷量的絕對(duì)值均為Q,那么關(guān)于a、b之間的萬(wàn)有引力F引和庫(kù)侖力F庫(kù)的表達(dá)式正確的是()A.F引=Gm2l2,FB.F引≠Gm2l2,F庫(kù)C.F引≠Gm2l2,FD.F引=Gm2l2,F庫(kù)答案D解析a、b所帶異種電荷相互吸引,使它們各自的電荷分布不均勻,即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集,又因l=3r,不滿足l?r的要求,故不能將帶電球殼看成點(diǎn)電荷,所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律計(jì)算a、b間的庫(kù)侖力,即F庫(kù)≠kQ2l2。萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體,雖然本題中不滿足l?r,但由于球殼殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,故兩球殼均可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn),所以可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算a、b間的萬(wàn)有引力,即F引=Gm12.如圖所示,△abc處在真空中,邊長(zhǎng)分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。三個(gè)帶電小球固定在a、b、c三點(diǎn),電荷量分別為qa=6.4×1012C,qb=2.7×1012C,qc=1.6×1012C。已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,求c點(diǎn)小球所受庫(kù)侖力的大小及方向。答案7.2×1011N,方向平行于ab連線向右解析如圖所示,由幾何關(guān)系知,ac⊥bc,△abc為直角三角形。a、b兩球?qū)球的庫(kù)侖力分別為Fac=5.76×1011NFbc=4.32×1011N由平行四邊形定則得F=7.2×1011N由幾何關(guān)系知c點(diǎn)小球所受庫(kù)侖力方向平行于ab連線向右。13.半徑為R的絕緣實(shí)心球