2019-2020学年新教材高中物理 课时分层作业2 库仑定律（含解析）新人教版必修第三册

课时分层作业(二)库仑定律(时间：40分钟分值：100分)合格基础练一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1下列关于点电荷的说法，正确的是()a点电荷一定是电荷量很小的电荷b点电荷是一种理想化模型，实际不存在c只有体积很小的带电体，才能作为点电荷d体积很大的带电体一定不能看成点电荷b当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷，所以a、c、d错，b正确。2关于库仑定律的理解，下面说法正确的是()a对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式b只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式c两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的d摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电c库仑定律适用于真空中的点电荷，故a、b错。库仑力也符合牛顿第三定律，c对。橡胶棒吸引纸屑，纸屑带正电或不带电都可以，d错。3如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是()a速度变大，加速度变大b速度变小，加速度变小c速度变大，加速度变小d速度变小，加速度变大c因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小。4一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球m相连接，在小球m下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球n，在选项图中，小球m能处于静止状态的是()abcdbm受到三个力的作用而处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与m的重力大小相等，方向相反，故选项b正确。5如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()aa对b的静电力可能是斥力ba对c的静电力一定是斥力ca的电荷量可能比b少da的电荷量一定比c多b根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，a对c的静电力一定是斥力，故a错误，b正确；同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，则a的电荷量一定比b多，而a的电荷量与c的电荷量无法确定，故c、d错误。6(多选)两个半径、材料完全相同的金属小球，所带电荷量之比为17，间距为r，把两球相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的()abc dcd设两小球带电荷量分别为q、7q，则f。若带同种电荷，将两带电小球接触后分开，放回原来的位置上，相互作用力变为f1f，故d项正确；若带异种电荷，将两带电小球接触后分开，放回原来的位置上，相互作用力变为f2f，故c项正确。二、非选择题(14分)7.把质量为2.0 g的带负电的小球a用绝缘细绳悬挂起来，若将带电荷量为q4.0106c的带电小球b靠近小球a，如图所示。当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向恰成45角。g取10 m/s2，求：(小球a、b可看成点电荷)(1)a球受的库仑力大小；(2)a球所带电荷量。解析(1)对a进行受力分析，如图所示，则f库mgtan 450.02 n。(2)由f库得qa c5108 c。答案(1)0.02 n(2)5108 c等级过关练一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1人类已探明某星球带负电，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电的粉尘置于该星球表面h高处，恰处于悬浮状态，现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h高处无初速度释放，则此带电粉尘将(不考虑星球的自转影响)()a向星球中心方向下落b被推向太空c仍在那里悬浮d无法确定c在星球表面h高度处，粉尘处于悬浮状态，说明粉尘所受库仑力和万有引力平衡，kg，得kq1q2gm1m2；当离星球表面2h高度时，所受合力fkg。结合上式可知，f0，即受力仍平衡。由于库仑力和万有引力都遵从二次方反比规律，因此该粉尘无论距星球表面多高，都处于悬浮状态。2.如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为l的点电荷a、b，带电荷量分别为4q和q，今引入第三个点电荷c，使三个电荷都处于平衡状态，则c的电荷量和放置的位置是()aq，在a左侧距a为l处b2q，在a左侧距a为处c4q，在b右侧距b为l处d2q，在a右侧距a为处c根据电荷规律可知，c应放在b的右侧，且与a电性相同，带负电，由fabfcb，得kk，由facfbc，得kk，解得rbcl，qc4q。3在光滑绝缘桌面上，带电荷量为q的小球a固定。质量为m带电荷量为q的小球b，在a、b间库仑力作用下以速率v绕小球a做匀速圆周运动，则a、b间的距离为()abc da带电小球b在a、b间库仑力的作用下以速率v绕a做半径为r的匀速圆周运动，a对b的库仑力提供b做匀速圆周运动的向心力，列出等式，解得r，故a正确，b、c、d错误。4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1 cm，b、c电荷量为qbqc1106 c，a电荷量为qa2106 c，a所受b、c两个电荷的静电力的合力f的大小和方向为()a180 n，沿ab方向b180 n，沿ac方向c180 n，沿bac的角平分线d180 n，沿bac的角平分线dqb、qc电荷对qa电荷的库仑力大小相等，故ff1f2 n180 n，两个静电力夹角为60，故合力为f2fcos 302180 n180 n，方向沿bac的角平分线，故选d。二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图所示，电荷量q2107 c的正点电荷a固定在空间中o点，将质量m2104 kg、电荷量q1107 c的另一正点电荷b从o点正上方高0.5 m的某处由静止释放，b运动过程中速度最大位置在p。若静电力常量k9109 nm2/c2，重力加速度取g10 m/s2。求：(1)b运动到距o点l0.5 m处的加速度大小；(2)p、o间的距离l。解析(1)分析电荷b的受力，得mgkma，代入数据得a6.4 m/s2。(2)速度最大时，加速度为零，mgk，代入数据得l0.3 m。答案(1)6.4 m/s2(2)0.3 m6(14分)如图所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径r，在中心处固定一电荷量为q的点电荷。一质量为m、电荷量为q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力大小。解