2022年高二物理 第13单元45分钟过关检测（训练21 电荷 库仑定律）（有解析） 大纲人教版第二册

2022年高二物理 第13单元45分钟过关检测（训练21 电荷 库仑定律）（有解析） 大纲人教版第二册基础巩固站起来，拿得到！1.电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时相互作用力为F，则（ ）A.如果q1、q2恒定，当距离变为r/2时作用力将变为2FB.如果其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时，作用力变为2FC.如果它们的电荷量和距离都加倍时，作用力不变D.如果它们的电荷量都加倍，距离变为r时，作用力变为2F答案：BCD解析：由库仑定律F=k有：q1、q2恒定，r=时F=4F,A错.其中一个电荷的电荷量减半，r=时，F=2F，B对.它们的q和r都加倍时，F=k=F,C对.它们的q加倍而r=r时，F=2F,D对. 2.下列说法中正确的是（ ）A.只要是体积很小的带电体，就可看作点电荷B.只要是球形带电体就可以看作点电荷C.公式F=k只适用于计算真空中点电荷间的库仑力D.由公式F=k可知，r0时，F 答案：C解析：点电荷是个理想化的模型，实际带电体能否看作点电荷不是看带电体的大小，也不是看它的形状，而是要看带电体的大小和形状对相互作用力的影响的大小.如果带电体自身的大小相对于它们之间的距离来说足够小，乃至它们的大小和形状对相互作用力的影响小得可以忽略不计，那么这样的带电体就可以看成点电荷.库仑定律表达式F=k只适用于计算真空中的点电荷间的库仑力，当两带电体无限靠近，即r0时，带电体就不能看成点电荷了，当然也就不能用库仑定律公式来计算. 由以上分析可知，体积很小的带电体，如果它们之间的距离很近，就不能看作点电荷；球形带电体间的距离很近时，也不能看作点电荷，r0时，带电体不能看作点电荷，公式F=k不适用，因此正确选项为C.3.如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别为TA、TB.现在使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为TA、TB，则（ ）A.TA=TA,TBTB B.TA=TA,TBTBC.TATB D.TATA,TBTB答案：A解析：A、B带电前：选A、B整体为研究对象：TA=2mg，选B为研究对象：TB=mg.A、B带电后：选A、B整体为研究对象：TA=2mg（下段绳对A、B的拉力及A、B之间库仑力为系统内力） 选B为研究对象：TB=mg+F库故选A.Z_xx_k4.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示.现使a、b分别带正、负电，则（ ）A.b将吸引a，吸引后不放开B.b先吸引a，接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用 D.b立即把a排斥开答案：B 解析：因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球将向b靠拢并与b接触；当小球a与b接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷（正电或负电），因此两球将会被排斥开.若a、b原带电荷量相等，则a、b接触后中和而都不带电，a、b自由分开.5.两个完全相同的金属小球，所带电荷量之比为35，当它们相距为R（R远大于小球半径r）时，相互作用力大小为F.现让两球接触一下，然后放到相距为2R的两点，这时两球相互作用力大小可能是（ ）A.F B.F C.F D.F答案：AD解析：设q1q2=35，则有q1=3q,q2=5q未接触前，由库仑定律有：F=k接触后：若两球原来带同种电荷，两相同金属球电荷平均分配，有：q1=q2=4q此时库仑力F=k=k=F若两球原来带异种电荷，两相同金属球先中和再平均分配电荷，有：q1=q2=q此时库仑力F=k=k=.6.如图所示，在一条直线的A、B、C三点上分别放置QA=+310-9 C，QB=-410-9 C，QC=+310-9 C的点电荷.试求作用在A电荷上的作用力.答案：9.910-4 N解析：力的大小等于9.910-4 N，力的方向由A指向C.研究A点电荷，分析A受到B、C电荷的静电力，如图所示，根据库仑定律：FBA= N=1.0810-3 NFCA= N=9.010-5 N规定沿这条直线由A指向C为正方向，则A点电荷受到的合力大小为FA=FBA-FCA=1.0810-3-9.010-5 N=9.910-4 N.所以A点电荷受到的合力方向为由A指向C.7.如图所示，真空中有两个点电荷，它们带电荷量分别是qA=410-8 C和qB=-910-8 C，两电荷A、B间的距离为r.今有第三个点电荷qC，放入A、B所形成的电场中，A、B仍静止且距离r保持不变，若A、B、C之间仅有电场力作用，则qC应为_电荷，放在_处，带电荷量qC=_. 答案：负 A电荷外侧距A2r 310-7 C解析：依题意qC应带负电荷，放在带电荷量较小的A电荷的外侧，设距A为x处，如题图所示.由库仑定律有：k=k=k=解得：qC=3.610-7 C,x=2r.能力提升踮起脚，抓得住！8.如图，两个带电金属小球中心距离为r，带电荷量均为Q，则对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FkC.若是同种电荷Fk D.若是同种电荷F=kZ|xx|k答案：AB解析：当带电体之间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用库仑定律.在该题中，若两个带电体的电荷量全部集中在球心上，则有：F=k,由题图可知两个带电体不能看作点电荷，显然Fk.若两个带电体带有等量的异种电荷，由于异种电荷的相互吸引，使电荷分布在两球较靠近的球面处，如左下图所示，这样这两部分电荷的距离小于r，所以有Fk.同理若两球带有同种电荷，由于同种电荷相互排斥，使电荷分布在两球较远离的球面处，如右下图所示，则有Fk. 9.如图所示，两个质量相等带电荷量分别为q1、q2的小球，用长为L的两根细绳悬挂在同一点，静止时两悬线和竖直方向夹角均为30.现要使两夹角都增大到60，可行的办法是（ ）A.两悬线长度都减小L/3B.任一小球带电荷量增大到原来的9倍C.任一小球质量减小到原来的1/9D.两个小球的质量都减小到原来的1/3答案：B解析：两球各自受力平衡，当夹角为60时F库=mgtan60=mg,当夹角为30时F库=mg.由F库=k知B项正确.10.一个单摆的摆球带有正电荷，其摆长为L，周期为T.现将一个带负电的小球放在单摆的悬点，设单摆的周期变为T，则（ ）A.TTC.T=T D.无法确定答案：C 解析：根据单摆（5）周期公式T=2,知T只与l、g有关.题中悬点有负电荷，绳子的张力T减小，回复力表达式F=mgsin与悬点没有负电小球时相同,即l、g没变，故T=T,选C.11.如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着等质量的a、b、c三个带电小球，且三球共线.如果只释放a，其初始加速度为1 m/s2，方向向左.若只释放c，其初始加速度为3 m/s2，方向向右.现如果只释放b，其初始加速度应为（ ）A.2 m/s2，方向向左B.1 m/s2,方向向左C.2 m/s2,方向向右 D.1 m/s2，方向向右答案：A解析：依题意，只释放a时，Fba+Fca=ma1Z&xx&k只释放b时，Fcb+Fab=ma2只释放c时，Fac+Fbc=ma3由牛顿第三定律，三式相加有：0=ma1+ma2+ma3，取向右为正方向有：a2=-2 m/s2,故选A.拓展应用跳一跳，够得着！ 12.两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m1和m2,带电荷量分别为q1和q2，用绝缘轻细线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角1和2，且两球处于同一水平线上，如图所示.若1=2，则下述结论正确的是（ ）Z,xx,kA.q1一定等于q2 B.一定满足=C.m1一定等于m2 D.必须同时满足q1=q2,m1=m2答案：C解析：小球所处状态是静止平衡，用平衡条件求解.小球m1受三个力FT、F、mg作用，以水平和竖直方向建立直角坐标系如图所示，此时只需分解FT.由平衡条件Fx=0,Fy=0得tan1=同理，对m2分析得tan2=因为1=2,所以tan1=tan2,m1=m2.可见，只要m1=m2,不管q1和q2如何，1都等于2.13.A、B、C是三个完全相同、带有绝缘棒的金属小球，已知其中一个带电.如果A球先后与B、C球相接触，A、C球放在距离为r的两位置上，测得它们之间的库仑力为F1；设法使三个球恢复初始状态，然后用C球先后和B、A球相接触，再把A、C球放在距离为r的两位置上，此时两球间的库仑力仅为.由此可以判断原先哪个球带有电荷？答案：C球解析：假定原先A球带有电荷.设电荷量为q，F1=k=,F2=k=4F1所以不可能A球带有电荷.假定原先C球带有电荷，设电荷量为q，因为三个球完全相同，因此，两球接触后，电荷平均分配.F1=k=F2=k=F1所以原先带有电荷的是C球.14.如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L（L比球半径r大许多），B球带电荷量为Qb=-3q，A球带电荷量为Qa=6q.若在C上加一个水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求：（1）F的大小为多少？（2）C球所带电荷量为多少？带何种电荷？ 答案：（1）F= (2)8q 正解析：将A、B、C三小球看成一个系统，则三个小球之间的库仑力为系统内力，当C上加一恒力F，并使三球始终保持L的间距运动，则三球的加速度相同，均为，且方向为水平向右.对于B球，由于受A球的库仑引力，且力的方向水平向左，那么受C球的库仑引力必向右，才可能产生向右的加速度，这样C球带正电荷.设C球带电荷量为Qc，则由库仑定律和牛顿第二定律有：对B：k-k=ma 对A：k-k=ma 由联立得：Qc=8q，a=根据牛顿第二定律，有A、B、C三小球构成系统的合外力F=3ma=.