高二物理《电荷的相互作用、库仑定律》题型含答案

s知识要点难易度1.库仑定律内容F=**2.适用条件：真空，静止，点电荷*3.等效法计算库仑力***4.库仑力矢量叠加**5.光滑平面带电小球静电平衡（两大夹小，两同夹异，远大近小）***2.点电荷：带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与(4)注意：此公式中电荷无论正负都用绝对值代入，库仑力的方向用同种电荷相吸，异种电荷相斥来判断。（静电学中其它计算电场力，电场力做功，电势能等都使用正负(1)两个点电荷间的作用力不会因第三个(2)两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷A.凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝kB.两个带电小球即使相距非常近，也能用C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库例3.如图所示，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所带的电荷量比b所带的电荷量小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向A.F1B.F2C.F3D.F4【概念辨析】2.带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状3.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可A.任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B.点电荷是一种理想模型C.点电荷的最小带电荷量等于元电荷D.【解题思路】(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。(3)虽然库仑定律的适用条件是在真空中，但在空气中也可(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小跟它们的周围两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，两带电球体所带电若带同种电荷时，如图(a)，由于排斥而距离变大，此时F＜k两个电荷间的距离r→0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，不满足库仑定律的适用条件，不的点电荷。当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，Q所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处例7.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心间的距离l为球半【解题思路】1.对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，例9.如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边【解题思路】(1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体例10.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q时，悬线与竖直方向夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k。则()A.A、B间库仑力大小F= 1，静电力作用下的共点力平衡的受力分析：整体隔离法；矢量三角形；正交分解等。2，光滑平面上3个自由点电荷静电平衡：①两大夹小，两同夹异，远大近小②q与r2成正比A.任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点），A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷B.保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的C.一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的D.保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷间的距离减5.（多选）两个质量分别是m1、mz的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电（B）若m1=m2，则θ1=θ2（D）若q1>q2，则θ1=θ2B、C点电荷，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为()A.9.9×10－4NB.9.9×10－3NC.1.17×10－4ND.2.7×10－4N一带电小球b，则b应()A.－Q在A左侧距A为L处B.－2Q在A左侧距A为处C.－4Q在B右侧距B为L处D.＋2Q在A右侧距A为处9.如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释），AA()Ax=xB.x=xC.x>x>xD.x>x>x12.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B（均可视为质点）分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内。若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比()A.两小球的间距变大C.A球对竖直墙面的压力变大B.B球受到的推力F变大D.水平地面对B球的支持力变大15.（2023·上海闵行·统考二模）如图所示，绝缘墙角固定了带电量为+q1的小球A；轻质绝缘细杆长为L，其正中心固定了质量为m、带电量为+q2的小球B，在杆底部水平力F的作用下静止靠在竖直墙面上。一开始轻杆与水平地面的夹角为60°,在杆底端水平外力F的作用下，杆缓慢转向直至竖直。此过程中，不计摩擦，地面对杆的支持力将（填“逐渐增大”、“逐渐变小”或“保持不变”），外力F做功大小为。________16.（2023·上海·一模）如图所示，质量为m的小球A穿在光滑绝缘细杆上，杆的倾角为α,小球A带正电（可视为点电荷），电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正点电荷。将A由距B竖直高度为h处无初速度释放，小球A下滑过程中电荷量不变。整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g。则A球刚释放时的加速度是；当A球的动能最大时，A球与B点间的距离为。BD、如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个【答案】AD【解析】若带异种电荷，两个完全相同的金属小球接触后，电荷先中和后均分，相互接触后，带电量q’=q’=2q，根据库仑定律可得，相互作用力之比若带同种电荷，两个完全相同的金属小球相互接触后，电荷均分，相互接触后，’=3q，根据库仑定律可得，相互作用力之比故选AD。【答案】B【解析】根据“同电相斥，异电相吸”规律，电荷量小于b的带电荷量，根据平行四边形定则求合力如图所示，【答案】C微信公众号：MSZHANG课堂如需咨询课程，请添加微信：19121519479【答案】BC【解析】ABD、在研究的问题中，带电体形状、尺寸及电荷排布情况可以忽略不计，即可将它看作【答案】B【解析】在A处放电荷量为＋q的点电荷时，Q所受静电力大小为F=;【答案】D【解析】万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两力定律所以两者之间的引力为F引＝G库仑定理适合于真空中的两个点电荷，由于两球心间的距相互吸引，所以电荷分布相互靠近，等效距离小于l，所以F库＞k，故D正确。9微信公众号：MSZHANG课堂如需咨询课程，请添加微信：19121519479F＝FA＝FB＝8.0×10－21N，方向平行于AB连线由B指向A。【答案】C【解析】如果C带正电，则合力在两个分力之间，与图示不符，故C带负电；再根据合力偏向BA【答案】B根据平衡条件得Fcos30°=mg，得F＝绳子拉力【答案】（1）带负电2）在A、B连线上距A球0.1m处，电荷量为Q【解析】（1）A对B的作用力向右，B对A的作用力向左，A、B、C均处于平衡状态，故C对B），A.任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点【答案】D【解析】一个带电球体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电），【答案】B【解析】注意隐含条件：开始时两球吸引，为异种电荷。A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷B.保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的C.一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的D.保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷间的距离减【答案】D【解析】相互作用力大小相等，与各自电荷量无关。5.（多选）两个质量分别是m1、mz的小球，各用丝线悬挂在同一点，当【答案】BC=m1g所以tan，故BC正确。B、C点电荷，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为()A.9.9×10－4NB.9.9×10－3NC.1.17×10－4N规定沿这条直线由A指向C为正方向，则点电荷A受到的合力大小为D.2.7×10－4N【答案】CA.－Q在A左侧距A为L处B.－2Q在A左侧距A为处C.－4Q在B右侧距B为L处D.＋2Q在A右侧距A为处【答案】C【解析】三个自由电荷静电平衡速记：两同夹异，两大夹小，近小远大。9.如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释），【答案】B【解析】库仑力随距离增大而减小，所以小球加速度逐渐减小，B正确。AA【答案】B【解析】要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电。设AC间的距离为L，则BC间的距离为2L。FBsin30°=FA，即k2·sin30°=解得故选()【答案】B【解析】设弹簧原长x0，则由库仑定律有，区别起见，弹簧劲度系数记为K：两式相比得因为所以x2联合上式，D正确。12.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B（均可视为质点）分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内。若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比()A.两小球的间距变大B.B球受到的推力F变大C.A球对竖直墙面的压力变大D.水平地面对B球的支持力变大【答案】A【解析】AC．以A球为研究对象，受力分析如图（a）所示设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ,由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为N1=mAgtanθ库仑力大小为将小球B向左推动少许时，θ减小，tanθ减小，则N1减小，cosθ增大，则F库减小，根据库仑定律分析可知，两小球间距变大。根据牛顿第三定律可知，A球对竖直墙面的压力变小，故A正确，C错误；BD．以A、B整体为研究对象，受力分析如图（b）所示。由平衡条件得F=N1，N2=(mA+mB)gN1减小，则F减小，地面对小球B的支持力N2保持不变，故BD错误。故选A。【解析】如图由几何关系知，ac⊥bc，△a【解析】(1)带负电的小球A处于平衡状态，库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，受力如竖直方向：mg－Tcosα=0①水平方向：F－Tsinα=0②解得T=③F＝mgtanα④(2)根据库仑定律联立④⑤解得q=15.（2023·上海闵行·统考二模）如图所示，绝缘墙角固定了带电量为+q1