2019春高中物理 第1章 静电场课时作业(打包9套)新人教版选修3-1

第一章 2 库仑定律

基础夯实

一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题) 1．下列说法中正确的是( D ) A．点电荷就是体积很小的带电体

B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．根据F＝

kq1q2

可知，当r→0时F→∞ r2

D．静电力常量的数值是由实验得出的

解析：由点电荷的定义、库仑定律及其适用条件知A、B、C错误，D正确。

2．(2016·北京大学附中河南分校高二上学期检测)如图所示，在粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块运动过程中，下列表述正确的是( C )

A．两个物块的机械能守恒 B．物块受到的库仑力不做功 C．两个物块之间的库仑力逐渐减小

D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

解析：两物块之间由于带同种电荷，它们之间存在库仑斥力，库仑力对两个物块都做正功，则机械能不守恒。故A、B错误。根据库仑定律得知：库仑力与两个物块之间的距离平方成反比，故C正确；库仑力先大于物块所受的摩擦力，后小于摩擦力，故D错误。

3．(2017·上海市金山中学高二上学期期中)两个相同的金属小球A、B，所带的电量qA＝＋q0、qB＝－7q0，相距r放置时，相互作用的引力大小为F。现将A球与B球接触，再把

A、B两球间的间距增大到2r，那么A、B之间的相互作用力将变为( A )

9FA．斥力、

289FC．引力、

28

9FB．斥力、 149FD．引力、 14

解析：金属小球A和B，带电量分别为＋q0和－7q0，相互作用力大小为F，根据库仑定律，有：F＝kq0·7q0

r2

将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为

q0－7q0

2

＝－3q0，根据库仑

3q0·3q09

定律，有：F′＝kF，且表现为斥力，故A正确，BCD错误；故选：A。 2＝

2r28

4．如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是( B )

解析：N点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，开始向右运动，根据库仑定律F＝

kQ1Q2

可得，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律a＝r2

F可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B正确。 m5．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是( ACD )

解析：若要使A球处于静止状态其所受的合力为零，对a球所处的各种状态进行受力分析，可知A、C、D选项中a球可能处于平衡状态。

6．宇航员在探测某星球时有如下发现： (1)该星球带负电，而且带电均匀； (2)该星球表面没有大气；

(3)在一次实验中，宇航员将一个带电小球(小球的带电量远小于星球的带电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，带电小球恰好能处于悬浮状态。

则根据以上信息可以推断( BD ) A．小球一定带正电 B．小球一定带负电

C．只改变小球的电荷量，从原高度无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态 D．只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态

解析：可以将带负电均匀的星球视为负点电荷，带电小球处于平衡状态，即为库仑斥力

与万有引力平衡，则

二、非选择题

kQqGMm＝2，所以正确答案为B、D。 r2r7．(2017·安徽省蚌埠五中、蚌埠十二中高二期中联考)把质量2g的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q＝4.0×10C的带电球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成α＝45°角。试求：

－6

(1)B球受到的库仑力多大？ (2)A球带电荷量是多少？

答案：(1)2×10N (2)5.0×10C

解析：(1)带负电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F′、重力mg以及绳子的拉力

－2

－8

T的作用，其合力为零。因此mg－Tcosα＝0

F′－Tsinα＝0

－3

① ②

－2

②÷①得F′＝mgtanα＝2×10×10×1N＝2×10N。 根据牛顿第三定律有F＝F′＝2×10N， (2)根据库仑定律F′＝k2

－2

qQrF′r22×10－2×0.32－8

∴q＝＝9－6C＝5.0×10C。

kQ9×10×4.0×10

能力提升

一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)

1．(2018·山东省威海市高二上学期段考)如图，A、B两个带电小球用等长绝缘轻质细线悬挂于O点，A球固定，B球受到库仑力作用，与其相连的细线与竖直方向成一定的夹角，若其中一个小球由于漏电，电荷量缓慢减小，则关于A、B两球的间距和库仑力大小的变化，下列说法中正确的是( B )

A．间距变小，库仑力变大 C．间距变小，库仑力不变

B．间距变小，库仑力变小 D．间距变大，库仑力变小

解析：以小球B为研究对象，受到重力G、A的斥力F2和线的拉力F1三个力作用，受力示意图如图；作出F1、F2的合力F，则由平衡条件得F＝G，根据△CBD∽△OAB得＝，在电荷量逐渐减少的过程中，OB、OA、G均不变，AB减小，A、B间斥力F2变小，故B正确。

FF2OAAB

2．(2016·江西鹰潭一中高二上学期检测)如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电量的绝对值均为Q，那么，a、

b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为( D )

m2Q2

A．F引＝G2，F库＝k2

llm2Q2

C．F引≠G2，F库＝k2

llm2Q2

B．F引≠G2，F库≠k2

llm2Q2

D．F引＝G2，F库≠k2

ll解析：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有半径的3倍，不能看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，故D正确。

3．一根放在水平面内的绝缘光滑玻璃管，内部有两个完全相同的弹性金属小球A和B，带电荷量分别为＋9Q和－Q。两小球从图示位置由静止释放，那么，两小球再次经过图示位置时，A球的瞬时加速度为释放时的( A )

16

A．倍

9C．1倍

9B．倍 163D．倍 20

解析：设图示位置时两小球之间的距离为r，则释放时两小球之间的静电力大小为F＝

F9kQ2

k2，由牛顿第二定律可得释放时A球的瞬时加速度a1＝＝2。释放后在静电引力作用下，rmmr9Q2