人教版高中物理选修3-1作业：库仑定律(含答案)

1、库仑定律课后作业限时： 45 分钟总分： 100 分一、选择题 (8 5，共40 分)1 库仑定律的适用范围是()A 真空中两个带电球体间的相互作用B真空中任意带电体间的相互作用C真空中两个点电荷间的相互作用D 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律解析：库仑定律严格适用于点电荷间的相互作用力答案： CD2 A、B 两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移近时， A 、B 之间的库仑力将()A 可能变大B可能变小C一定不变D无法确定解析：由 FkQ1Q2r 2 可以得出答案： C3. (2011 海南卷)三个相同的金属小球 1、2 、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于

2、小球的直径球 1 的带电荷量为 q ，球 2 的带电荷量为 nq ，球3 不带电且离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2 之间作用力的大小为F.现使球 3 先与球 2 接触，再与球 1 接触，然后将球 3 移至远处，此时 1、2 之间作用力的大小仍为 F，方向不变由此可知 ()A n 3Bn 4Cn 5Dn 6kqnq解析：设 1、2 两电荷之间的距离为r,3 和他们没有接触前，由库仑定律有nn 2r 2 F，接触后， 2 球带电荷量为q,1 球带电荷量为q ，由库仑定律有24n 2nq 2kF，联立上面两式解得n 6 ，D 项对8r2答案： D4 两个点电荷相距r 时相互作用力为F，则 (

3、)A 电量不变距离加倍时，作用力变为F/2B其中一个电荷的电量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FC每个电荷的电量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FD 每个电荷的电量和两电荷间距离都增加相同倍数时，作用力不变Q1Q2解析：由 Fkr2，若 Q 1 、Q2 不变，而 r 变为原来的两倍时，则F 要变为1原来的，故选项 A 不正确；若其中一个电荷的电量和两电荷间距离减半时，则作 4用力变为原来的两倍，故选项B 错误；若每个电荷的电量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时，则作用力保持不变，故C错，D 对答案： D5 关于静电力常量，下列说法中正确的是()2/ Q1 Q 2 可知，当两个点电荷之间

4、的距离r 越大，两个点电荷电A 由 k Fr量的乘积 Q1 Q 2 越小时，静电力常量k 的值就越大Bk 是一个无单位的常数C因为静电力有方向，所以k 是一个矢量D k 在数值上等于两个1 C 的点电荷相距1 m 时的相互作用力的大小答案： D6 如图 8 所示，在光滑绝缘的水平面上， 固定着质量相等的三个带电小球a、b 、c，三球在一条直线上， 若释放 a 球，a 球的初始加速度为 1 m/s 2(向右为正 )；若释放 c 球，c 球的初始加速度为 3 m/s 2，当释放 b 球时， b 球的初始加速度为()图 8A 4 m/s 2B 1 m/s 2C 4 m/s 2D1 m/s 2解析：对

5、 a：Fba Fca ma a .对 c：Fbc Facma c，因为 Fca Fac，所以得：Fba Fbc (Fab Fcb )m (aa ac)又 Fab Fcb ma b，所以 ma b m (aa ac)，所以 ab (aaac ) (1 3)m/s 2 4 m/s 2 .即 b 球的初始加速度大小为 4 m/s 2，方向向右答案： A图 97 如图 9 所示，三个完全相同的金属小球a、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上 a 和 c 带正电， b 带负电， a 所带电荷量的大小比b 小，已知 c 受到 a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条表示，它应是()A FBF2

6、1CF3DF4图 10解析：取小球c 为研究对象， c 受到 a 的斥力 F 斥，方向沿 ac 连线如图 10所示， c 受到 b 的吸引力 F 引，由于 F 引 F 斥，则 c 球受静电力的合力应为F2 .答案： B图 118 一个半径为 R 的圆盘，带电荷量为Q ， OO 为过圆盘的圆心 O 的直线，且 OO 与圆盘面垂直，在 OO 上的M 点放电荷量为 q 的另一个点电荷，此时Q与 q 的库仑力为 F，若将 q 移至 N 点，Q 与 q 的库仑力为 F.已知 OM MN R，如图 11所示，则 F等于()1A2FB. F2FC.D以上答案都不对4解析：由于点电荷q 和圆盘间距离为R，而圆

7、盘的半径也为R，因而圆盘的大小和形状不能忽略，即不能看成点电荷，所以q 和圆盘间的库仑力也就不能使用库仑定律计算，故答案为D.答案： D二、非选择题 (9 、10 题各 10 分， 11 、12 题各 20 分，共 60 分)图 129 如图 12 所示，质量为 2 g 的小球 A 用丝线悬起，把带电量为4.0 10 6C 的小球 B 靠近 A，当两小球在同一高度相距30 cm竖直方向夹角 为 30 ，则B 球受到的静电引力为电，带电量为(g 取 10 N/kg)时，A 球恰好平衡，丝线与、方向为；A 带图 13解析：对A 球受力分析如图13 ，则 F m Ag tan30 0.012N ，因

8、为 FQBQAk 2 ，所以 QA 310 8C.由于 A、B 为异种电荷， A 为负电荷找准研究对象、L对研究对象进行正确的受力分析是解此题的关键答案： 0.012 N ；水平向左；负； 3 10 8 C图 1410 两个半径完全相同的金属小球带有等量的正电荷，放于一竖直半圆环光滑的绝缘面内， 静止时两球位置如图 14 所示，已知两球的质量都为 m ，环的半径为 R(小金属球的半径可以忽略 )AOC BOC ，则小球受到的库仑力的大小F，每个小球上的电荷量Q_.图 15解析：如图 15 所示，Fmg tan .Q2因为 F k2Rsin 2，所以mg tan Q 2Rsin .kmg tan

9、 答案： mg tan ；2Rsin k图 1611 如图 16 所示，两个同样的气球充满氢气(气球重力不计 )，气球带有等量同种电荷，两根等长的细线下端系上5.0 10 3 kg 的重物后就漂浮着，求每个气球的带电量 (g 取 10 N/kg) 解：先对重物受力分析，求出细线的拉力，如图17 甲所示， 2Tcos mg .Q 2同样再对左面气球受力分析，如图乙所示，知FTsin ，而 Fkr 2 ，最后可得Q8.7 10 4 C.图 1712 “真空中两个静止点电荷相距10 cm ，它们之间的相互作用力大小为910 4 N ，当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3 10 8 C 的点电荷问原来两电荷的带电量各为多少？”某同学求解如下：根据电荷守恒定律：q 1 q 23 10 8 Car210 102 2910 4C2，根据库仑定律： q 1q 2 F910 9110k152212aq 1 b 0 ，解得 q 1 (a4b)Cb ，将 q 2 b /q 1 代入式得： q 1a21 (310 8 9 10 16 410 15 )，根号中的数值小于 0 ，经检查，运算无误2试指出求解过程中的问题并给出正确的解答解：分析