高一物理下册静电力 库仑定律同步检测练习题(带答案)

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1.下列关于点电荷的说法中正确的是(  )
A.不论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看做是点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看做是点电荷
C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看做是点电荷
D.只有球形带电体,才可以看做是点电荷
【解析】 当两带电体的大小远小于其距离时,可视为点电荷.
【答案】 A
2.如右图所示,两个带电金属小球中心距离为r,所带电荷量相等为Q,则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是(  )
A.若是同种电荷,F<kQ2r2B.若是异种电荷,F>kQ2r2
C.若是同种电荷,F>kQ2r2D.不论是何种电荷,F=kQ2r2
【解析】 净电荷只能分布在金属球的外表面,若是同种电荷则互相排斥,电荷间的距离大于r,如右图所示,根据库仑定律F=kq1q2r2,它们之间的相互作用力小于kQ2r2.若是异种电荷则相互吸引,电荷间的距离小于r,则相互作用力大于kQ2r2.故选项A、B正确.
【答案】 AB
3.真空中有甲、乙两个点电荷,相距为r,它们间的静电力为F.若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的1/3,距离变为2r,则它们之间的静电力变为(  )
A.3F/8 B.F/6
C.8F/3 D.2F/3
【解析】 由F′=kq′1q′2r′2将q′1=2q1,q′2=13q2及r′=2r代入有F′=16F.
【答案】 B
4.两个点电荷相距为d,相互作用力大小为F;保持两点电荷电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小变为4F,则两点电荷之间的距离应变为(  )
A.4d B.2d
C.d/2 D.d/4
【答案】 C
5.对于库仑定律,下面说法正确的是(  )
A.库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力
B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时,对于它们之间的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量
【解析】 由库仑定律的适用条件知,选项A正确;两个小球若距离非常近则不能看做点电荷,库仑定律不成立,B项错误;点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力,符合牛顿第三定律,故大小一定相等,C项正确;D项中两金属球不能看做点电荷,它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关,而且与电性有关,若带同种电荷,则在斥力作用下,电荷分布如下图(a)所示;若带异种电荷,则在引力作用下电荷分布如下图(b)所示,显然带异种电荷时相互作用力大,故D项错误.综上知,选项A、C正确.
【答案】 AC
6.如右图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,上、下两根细线的拉力分别为FA、FB.现使两球带同种电荷,此时上、下细线受拉力分别为F′A、F′B,则(  )
A.FA=F′A,FB>F′B       B.FA=F′A,FB<F′B
C.FA<F′A,FB>F′B D.FA<F′A,FB<F′B
【解析】 选A、B整体为研究对象,则FA=2mg,两球带电后F′A=FA=2mg;再选B为研究对象,带电前FB=mBg,带电后F′B=mBg+F斥>FB,故选项B正确.
【答案】 B
7.设月球带负电,一电子粉尘悬浮在距月球表面1 000 km的地方;又若将同样的电子粉尘带到距月球表面200 km的地方,相对月球由静止释放,则此电子粉尘(  )
A.向月球下落 B.仍在原处悬浮
C.推向太空 D.无法判断
【解析】 月球带负电,可将其电荷量认为全部集中在球心处,一电子悬浮在离其表面1 000 km处时有F引=F库,即GMm(R0+h1)2=kQq(R0+h1)2,显然当将h1换为h2时,等式仍成立,故B项对.
【答案】 B
8.如右图所示,半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力大小为F.今将第三个半径相同的不带电小球C先后与A、B两球接触后移开,这时,A、B两球之间相互作用力的大小是(  )
A.18F B.14F
C.38F D.34F
【解析】 
【答案】 A
9.如右图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知(  )
A.B球受到的库仑力较大,电荷量较大
B.B球的质量较大
C.B球受到的拉力较大
D.两球接触后,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′
【解析】 库仑力是A、B两球的受力中的一种,然后应用共点力平衡和牛顿第三定律可求出.
分别以A、B球为研究对象,其受力情况如右图所示,由共点力的平衡条件有mAg=FA/tan α,TA=FA/sin α;mBg=FB/tan β,TB=FB/sin β,而FA=FB,由此可见因为α<β,所以mA>mB,TA>TB.两球接触后,每个小球的电荷量可能都发生变化,但相互间的静电力仍满足牛顿第三定律,因此仍有上述的关系,正确选项为D.
【答案】 D
10.(2009年浙江卷)如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为(  )
A.l+5kq22k0l2 B.l-kq2k0l2
C.l-5kq24k0l2 D.l-5kq22k0l2
【解析】 对最右边的小球受力分析可知,小球受到另外两个带电小球对它向右的库仑力,大小分别为F1=kq2(2l)2和F2=kq2l2,由力的平衡可知弹簧弹力的大小F=F1+F2=5kq24l2;故弹簧的伸长量为Δl=Fk0=5kq24k0l2,所以选C.
【答案】 C
11.如图所示,A、B是两个带等量同种电荷的小球,A固定在竖起放置的10 cm长的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高,若B的质量为303g,则B带电量是多少?(取g=10 m/s2)
【答案】 1.0×10-6C
12.如右图所示,光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球,它们的质量都为m,彼此间距离均为r,A、B带正电,电荷量均为q.现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球.三个小球在运动过程中保持间距r不变,求:(三个小球均可视为点电荷)
(1)C球的电性和电荷量大小.
(2)水平力F的大小.
【解析】 (1)A球受到B球沿BA方向的库仑斥力和C球的库仑力作用后,产生水平向右的加速度,所以C球对A球的库仑力为引力,C球带负电.对A球,有kq2r2=kqQr2?sin 30°,所以Q=2q.(2)又根据牛顿第二定律,有kqQr2?cos 30°=ma,F=3ma,故33kq2r2.
【答案】 (1)2q (2)33kq2r2


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