鲁科版物理高中必修第三册同步练习1.2 库仑定律

第2节 库仑定律必备知识基础练1.下列关于库仑定律的说法正确的是(  )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F=kq1q2r2得,当两个带电体间的距离趋近于零时,静电力将趋近于无穷大C.所带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,点电荷B受到的静电力是点电荷A受到的静电力的3倍D.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷2.如图所示,两个带电球,大球所带的电荷量大于小球所带的电荷量,可以肯定(  )A.两个带电球都带正电B.两个带电球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等3.两个分别所带电荷量为-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间的静电力大小为F。两小球相互接触后将其固定在相距为r2的两处,静电力常量为k,则两小球之间的静电力大小为(  )A.112FB.34FC.43FD.12F4.真空中,金属球甲所带电荷量为q,将不带电的金属球乙(两金属球完全相同)与金属球甲接触后,置于两金属球的球心相距为3r处,静电力常量为k,两金属球带电后均可视为点电荷,则两金属球之间的静电力大小F为(  ) A.kq236r2B.kq29r2C.kq24r2D.kq23r25.如图所示,两个分别用长13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同小球(可看作质点),带有同种等量电荷。由于静电力F的作用,它们之间的距离为10cm。已测得单个小球的质量是0.6g,求它们各自所带的电荷量。g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。关键能力提升练6.有三个完全一样的金属小球A、B、C,小球A所带电荷量为10Q,小球B所带电荷量为-Q,小球C不带电。将小球A、B固定,相距为r,此时小球A、B之间的静电力大小为F;将三个金属小球共同接触后分别放回原位,小球A、B之间的静电力大小为(  )A.FB.10FC.910FD.109F7.如图所示,三个固定的带电小球a、b、c,相互间的距离分别为ab=5cm、bc=3cm、ca=4cm,小球c所受静电力的合力的方向平行于小球a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则(  )A.小球a、b所带同种电荷,k=169B.小球a、b所带异种电荷,k=169C.小球a、b所带同种电荷,k=6427D.小球a、b所带异种电荷,k=6427 8.如图所示,把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起,若将所带电荷量为+4×10-8C的带电小球B靠近它,小球A处于平衡状态,当两小球(可视为点电荷)在同一高度且相距3cm时,丝线与竖直方向夹角为45°。g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,则:(1)此时小球B受到的静电力大小F为多少;(2)小球A所带电荷量是多少?9.如图所示,三个点电荷Q1、Q2、Q3在一条直线上,Q2和Q3之间的距离为Q1和Q2之间的距离的2倍,每个点电荷所受静电力的合力为0,求三个点电荷所带电荷量的绝对值之比。参考答案1.D 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,则可将它看作点电荷,A错误;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,F=kq1q2r2不再适用,B错误;根据牛顿第三定律得,点电荷B受到的静电力和点电荷A受到的静电力大小相等,C错误,D正确。2.D 由题图可知,两个带电球相互排斥,说明两个带电球一定带同种电荷,但不能确定是正电荷还是负电荷,A、B错误;两个带电球间的静电力是一对相互作用力,C错误,D正确。3.C 相互接触前两个小球之间的静电力大小F=kQ·3Qr2,相互接触后两个小球所带电荷量先中和后均分,分开后各自所带电荷量均为+Q,距离变为原来的12,静电力大小F'=kQ·Qr22=43F,C正确。4.A 金属球乙与金属球甲接触后,两球分别所带电荷量为q2,根据库仑定律得,两金属球之间的静电力大小F=kq2·q2(3r)2=kq236r2,A正确。5.解析 对右侧小球进行受力分析,如图所示。两小球之间的静电力大小F=kQ2r2,由几何关系得Fmg=tanθ,tanθ=5132-52=512,解得Q=mgr2tanθk=5.3×10-8C。答案5.3×10-8C6.C 三个金属小球A、B、C最终所带电荷量均为q=10Q-Q3=3Q,原来金属小球A、B之间的静电力大小F=k·10Q·Qr2,后来金属小球A、B之间的静电力大小F'=k·3Q·3Qr2=910F,C正确。7.D 由题意得,小球c处在直角三角形的直角顶点上,如果小球a、b所带同种电荷,对小球c的静电力,则是吸引力或排斥力,静电力的合力方向不可能平行于小球a、b的连线,故小球a、b所带异种电荷。由数学关系得tanθ=FbcFac=34,解得k=6427,D正确。8.解析(1)对小球A进行受力分析如图所示。F=mgtan45°=2×10-3N。由牛顿第三定律得小球B受到的静电力大小为2×10-3N。(2)小球A、B所受静电力大小F=kqA·qBr2,解得qA=2×10-3×(3×10-2)29.0×109×4×10-8C=5×10-9C。答案(1)2×10-3N (2)5×10-9C9.解析根据力的平衡条件可知,Q1和Q3为同种电荷,它们与Q2互为异种电荷。设Q1和Q2间的距离为r,则Q2和Q3间的距离为2r,电荷量均取绝对值。对Q1有kQ1Q2r2=kQ1Q3(3r)2,对Q2有kQ1Q2r2=kQ2Q3(2r)2,联立解得Q1∶Q2∶Q3=9∶4∶36。 答案9∶4∶36