2018年高中物理第1章静电场1.3库仑定律的应用习题新人教版.docx

库仑定律的应用（答题时间：30分钟）1. 如图所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方l处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B，两个带电小球都可视为点电荷。已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60，设丝线中拉力为T，小球所受库仑力为F，下列关系式正确的是（ ）A. B. C. D. 2. 如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个质量均为m、带有电量为qA、qB（qAqB）的同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，用图示方向的水平推力F作用于小球B，两球静止于图示位置，此时两小球之间的距离为l。下面的结论或论述正确的是（ ）A. B. C. 若将两小球A、B接触后再放置在原位置，其他条件不变，两小球A、B仍能保持平衡D. 若将两小球A、B接触后再放置在原位置，其他条件不变，两小球A、B不可能保持平衡3. 如图所示，两条绝缘细线一端拴在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球A、B，电荷量分别为q1、q2，质量分别为m1、m2，当小球A、B静止时恰好处于同一水平面，两细线与竖直方向的夹角分别为1、2，则（ ）A. 若m1m2，则12 B. 若m1m2，则12C. 若q1q2，则12 D. 若q1q2，则124. 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为，一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q，小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d，静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则（ ）A. 小球A与B之间库仑力的大小为B. 当时，细线上的拉力为0C. 当时，细线上的拉力为0D. 当时，斜面对小球A的支持力为05. 如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是（ ）A. 乙的电势能先增大后减小B. 甲对地面的压力先增大后减小C. 甲受到地面的摩擦力不变D. 甲受到地面的摩擦力先增大后减小6. 如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距为L，在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为q的小球（视为点电荷），在P点平衡，若不计小球的重力，那么PA与AB的夹角与Q1、Q2的关系满足（ ）A. tan3Q2/Q1 B. tan3Q1/ Q2C. tan2Q1/ Q2 D. tan2Q2/Q17. 如图所示，光滑平面上固定一金属小球A，用长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；若两小球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有（ ）A. B. C. D. 8. 如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m，带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F=（k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求：（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；（2）乙球的速度最大时两球间的距离。9. 光滑绝缘的水平面上，放着三个质量都是m的带电小球A、B、C，如图所示，小球之间距离都是l。已知A、B两球带等量电荷+q，现给C球一个外力F，使三个小球在运动中保持距离不变，则（1）C球带何种电荷？电荷量为多少？（2）外力F的大小和方向如何？1. D 解析：对小球A进行受力分析可得：它受竖直向下的重力mg，B对它的电场力F，方向沿BA的方向，还有就是细线对它的拉力T，沿细线的方向斜向上；通过画图可知，这三个力的夹角都是120，所以这三个力的大小是相等的，即T=F=mg，故选项D正确。2. AD 解析：当两球平衡时，它们之间的距离不变，可视为刚体，将AB视为刚体分析受力可知AB在水平方向受到的墙面的弹力大小为F，方向为水平向右；以A为对象分析受力有墙面对A的弹力，大小为F，方向为水平向右，重力为mg，B对A的静电力，三者相互平衡，根据共点力平衡条件有，故A正确、B错误；若将两小球A、B接触后再放置在原位置，由于B、 A间的静电力变大，平衡条件被打破，故C错误、D正确。3. A 解析：对物体A，由平衡知识可知：；对B：，则若m1m2，则12，选项A正确；若m1m2，则12，选项B错误；因为电荷之间的作用力是相互作用力，故与电荷的大小无关，故CD错误；故选A.4. AC 解析：由题意知，根据库仑定律可求小球A与B之间库仑力的大小为，故A正确；以小球A为研究对象受力分析如图：根据物体的平衡条件可求当mg、Fc、FN三力的合力等于零时，即时，细线上的拉力为0，所以B错误；C正确；由平衡条件知，小球A受弹力不可能为零，所以D错误。5. B 解析：因为物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，而此圆弧为等势面，因而电场力不做功，则乙的电势能不变，故A错误；当质点乙由M点运动到最高点过程中，对物体甲受力分析，如图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：Fsin-f=0 N-Fcos-mg=0 由两式可解得：N=mg+Fcos；f=Fsin；其中G与F不变，逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小；同理当乙沿甲的正上方向右运动时，由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大；综合以上两个过程可知：物体甲受到地面的支持力N先增大后减小，物体甲受到地面的摩擦力先减小后增大，故B正确，CD错误；故选B。6. A 解析：根据题意，对带电小球进行受力分析，小球受到重力G、Q1提供的库仑力F1和Q2提供的库仑力F2，在这三个力作用下小球处于静止状态，则有：，经过整理得到：，故选项A正确。7. B 解析：电量减小一半，根据库仑定律知若两个球之间的距离保持不变，库仑力减小为原来的，库仑力减小，弹簧的弹力减小，弹簧的伸长量减小，两球间的距离减小，所以实际的情况是小球之间的库仑力会大于原来的，此时弹簧的伸长量也大于原来的，B对。8. 解：（1）根据牛顿第二定律得 ，又，可解得： （2）当乙球所受的合力为零，即库仑力大小与恒力F相等时，乙球的速度最大，设此时两电荷间的距离为x，则有：，解得