高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律随堂练习题

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9.2库仑定律 课中练 一、库仑定律的理解与应用 【课堂引入】 1. （1）原子结构模型示意图如图所示。该模型中，电子绕原子核做匀速圆周运动，就像地球的卫星一样。观察图片，思考：电子做匀速圆周运动所需的向心力是什么力提供的？ （2）上述问题中电子能否看作点电荷？ 【例题】 2. 关于点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 只有体积很小的带电体才可以看作点电荷 B. 当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷 C. 只有球形带电体才可以看作点电荷 D. 一切带电体都可以看作点电荷 【课堂练习】 3. 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 关于库仑定律，下列说法正确的是（　　） A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B. 根据，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大 C. 带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍 D. 库仑定律的适用条件是：在真空中和静止的点电荷 【例题】 5. 两个相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（　　） A. B. C. D. 【课堂练习】 6. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A，用原长为L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有（　　） A. x2＝x1 B. x2＝x1 C. x2＞x1 D. x2＜x1 二、静电力的叠加 【课堂引入】 7. 如图所示，真空中有三个带正电的点电荷A、B、C，它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，电荷量都是Q，则电荷C所受的静电力多大？方向如何？ 【例题】 8. 如图所示，三个固定的带电小球、和，相互间的距离分别为、、，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线斜向下．关于小球、电性及所带电荷量比值的绝对值，下列正确的是 A. 同号电荷， B. 同号电荷， C. 异号电荷， D. 异号电荷， 课堂练习】 9. 如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1cm，B、C电荷量为qB＝qC＝1×10－6C，A电荷量为qA＝－2×10－6C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为（　） A. 180N，沿AB方向 B. 180N，沿AC方向 C. 180N，沿∠BAC的角平分线 D. 180N，沿∠BAC的角平分线  参考答案 1. 【答案】（1）原子核对电子的静电力提供；（2）能看作点电荷 【详解】（1）电子做匀速圆周运动所需要的向心力是由原子核对电子的静电力提供的；（2）由于电子离原子核的距离相对较远，故此时电子可以看作点电荷。 2.B 【详解】ACD．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以体积小的带电体并不是在任何情况下都可以看成点电荷，也并不是所有的带电体在任何情况下都可以看成点电荷，ACD错误； B．带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷，B正确。 故选B。 3. D 【详解】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 只有其半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点．因此，可以应用万有引力定律所以两者之间的引力为，库仑定理适合于真空中的两个点电荷，由于两球心间的距离 只有其半径r的3倍，所以金属球壳a与b不能看作点电荷，则库仑力 ，故D正确；ABC错误；故选D 4. D 【详解】A．如果带电体的形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略不计，则可将它看做点电荷，故A错误； B．两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷了，不再适用，故B错误； C．根据牛顿第三定律得，B受到的静电力和A受到的静电力大小相等，故C错误； D．库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷，故D正确。 故选D。 5. CD 【详解】．设两金属球带异种电荷，电荷量分别为q和-7q，两者间库仑力大小为 将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为-3q，库仑力大小为 是原来的； 设两金属球带同种电荷，电荷量分别为q、7q，由库仑定律有 将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为4q，库仑力大小为 是原来的，故AB错误，CD正确。 故选CD。 6. C 【详解】库仑力等于弹力，两球电荷量各减半时，若不考虑两球距离的变化对库仑力的影，由 可得库仑力减为原来的，则 但实际是距离减小后库仑力又会增大，故正确答案是 故C正确，ABD错误。 故选C。 7.【答案】k，合力的方向沿A与B连线的垂直平分线向右下方 【详解】以C为研究对象，根据库仑定律，点电荷C共受到F1和F2两个力的作用，如图所示，每两个点电荷之间的距离都相同，故 F1=F2=k 根据平行四边形定则，合力为 F=2F1cos 30°= 合力的方向沿A与B连线的垂直平分线向右下方。 8. D 【详解】要使小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，a、b的电荷一定为异号，由几何关系可知：ab与ac的夹角为，ca与bc的夹角为，根据平行四边形定则得：，根据库仑定律，可得：，解得：，故D正确，ABC错误． 9. D 【详解】、电荷对的静电力大小相等，所以 两个静电力夹角为60°，所以合力 方向沿的角平分线方向，故D正确，ABC错误。 故选D。