库仑力考试题及答案

库仑力考试题及答案一、单选题（每题1分，共10分）1.两个点电荷分别带电荷量Q1和Q2，相距r，库仑力为F。若将它们之间的距离变为2r，库仑力变为（）。A.F/2B.FC.2FD.F/4【答案】D【解析】根据库仑定律，F=k|Q1Q2|/r^2，当距离变为2r时，F'=k|Q1Q2|/(2r)^2=F/4。2.两个相同大小、带等量异种电荷的金属球接触后分开，它们的库仑力（）。A.增大B.减小C.不变D.无法确定【答案】B【解析】接触后电荷中和，每个球带电量减半，库仑力F=k|Q1Q2|/r^2，Q减半则F减小。3.库仑力是（）。A.吸引力或排斥力B.只有吸引力C.只有排斥力D.与电荷电性无关【答案】A【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。4.库仑定律适用于（）。A.所有电荷B.点电荷C.线电荷D.面电荷【答案】B【解析】库仑定律严格适用于点电荷，扩展可适用于均匀带电体。5.两个点电荷Q1和Q2相距r，若Q1增加一倍，Q2也增加一倍，它们之间的库仑力变为原来的（）。A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍【答案】B【解析】F=k|Q1Q2|/r^2，Q1和Q2均增加一倍，F变为4倍。6.在库仑力的公式F=k|Q1Q2|/r^2中，k的值（）。A.与电荷量有关B.与距离有关C.与介质无关D.与单位有关【答案】D【解析】k是静电力常数，与介质、单位制有关，在国际单位制中k≈8.99×10^9N·m^2/C^2。7.两个点电荷Q1和Q2相距r，若在它们连线中点放入另一个点电荷Q3，Q3受到的库仑力（）。A.一定为零B.一定不为零C.与Q3电性无关D.无法确定【答案】B【解析】中点电荷受两个电荷的力，若Q1和Q2等量异种，则合力不为零。8.库仑力的方向（）。A.沿电荷连线B.垂直于电荷连线C.与电荷连线无关D.随时间变化【答案】A【解析】库仑力沿两个点电荷的连线方向。9.两个点电荷Q1和Q2相距r，若将它们放入水中，库仑力将（）。A.增大B.减小C.不变D.无法确定【答案】B【解析】水的介电常数大于1，库仑力F=k|Q1Q2|/(εr)^2，ε增大则F减小。10.库仑定律与万有引力定律的相似之处是（）。A.都与距离平方成反比B.都与质量成正比C.都与距离成正比D.都与电性有关【答案】A【解析】两者都遵循平方反比规律。二、多选题（每题4分，共20分）1.以下哪些因素会影响库仑力的大小？（）A.电荷量B.距离C.介质D.电荷电性E.温度【答案】A、B、C【解析】库仑力F=k|Q1Q2|/(εr)^2，与电荷量、距离、介质有关，与电性无关，与温度无关。2.两个点电荷Q1和Q2相距r，若Q1变为-Q1，Q2不变，它们之间的库仑力（）。A.大小不变B.方向不变C.大小变为原来的2倍D.方向变为相反【答案】A、D【解析】电荷量绝对值不变则大小不变，电性相反则方向相反。3.以下哪些情况库仑力做正功？（）A.正电荷沿电场力方向移动B.负电荷沿电场力方向移动C.正电荷逆电场力方向移动D.负电荷逆电场力方向移动【答案】A、D【解析】正电荷沿电场力方向移动，电场力做正功；负电荷逆电场力方向移动，电场力做正功。4.库仑定律的适用条件包括（）。A.点电荷B.均匀介质C.静止电荷D.真空环境E.线电荷【答案】A、C【解析】严格适用于点电荷和静止电荷，可扩展至均匀带电体。5.两个点电荷Q1和Q2相距r，若在它们之间放入另一个点电荷Q3，Q1和Q2之间的库仑力（）。A.大小不变B.方向不变C.可能变化D.一定变化【答案】A、B【解析】放入Q3不改变Q1和Q2之间的相互作用，大小和方向均不变。三、填空题（每题4分，共24分）1.库仑力的公式为______，其中k是______。【答案】F=k|Q1Q2|/(εr)^2，静电力常数2.两个点电荷Q1和Q2相距r，若将它们之间的距离变为r/2，库仑力变为原来的______倍。【答案】43.库仑力是______力，作用在______上。【答案】电荷；电荷4.在真空中，两个点电荷Q1和Q2相距r，若Q1=2Q，Q2=Q，它们之间的库仑力为F，若Q1和Q2均变为2Q，库仑力为______。【答案】4F5.两个点电荷Q1和Q2相距r，若在它们连线中点放入一个检验电荷Q3，Q3受到的库仑力大小为______（Q1和Q2等量异种）。【答案】06.库仑定律是______定律在电学中的表现。【答案】平方反比四、判断题（每题2分，共10分）1.两个点电荷Q1和Q2相距r，若Q1变为-Q1，Q2不变，它们之间的库仑力方向不变。（）【答案】（×）【解析】电性相反则方向相反。2.库仑力是保守力。（）【答案】（√）【解析】库仑力做功与路径无关，是保守力。3.两个点电荷Q1和Q2相距r，若在它们之间放入另一个点电荷Q3，Q1和Q2之间的库仑力大小可能变化。（）【答案】（×）【解析】放入Q3不改变Q1和Q2之间的相互作用，大小不变。4.库仑定律适用于所有电荷分布。（）【答案】（×）【解析】严格适用于点电荷，扩展可适用于均匀带电体。5.库仑力的大小与电荷量的乘积成正比。（）【答案】（√）【解析】F=k|Q1Q2|/r^2，与电荷量乘积成正比。五、简答题（每题4分，共12分）1.简述库仑定律的内容。【答案】库仑定律指出，两个点电荷之间的静电力F的大小与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，力的方向沿着两个电荷的连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸。2.解释库仑力的矢量性。【答案】库仑力是矢量，既有大小又有方向。其方向沿两个电荷的连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸。多个电荷相互作用时，总库仑力是各分力的矢量和。3.说明库仑定律的适用条件。【答案】库仑定律严格适用于点电荷，可扩展适用于均匀带电体。要求电荷处于静止状态，真空或均匀介质中。六、分析题（每题10分，共20分）1.两个点电荷Q1=+4μC和Q2=-6μC，相距r=10cm，求它们之间的库仑力大小和方向。【答案】F=k|Q1Q2|/r^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|4×10^-6C(-6)×10^-6C|/(0.1m)^2=2.1576N方向：沿Q1和Q2的连线，由Q1指向Q2（异种电荷相吸）。2.三个点电荷Q1=+2μC、Q2=-3μC、Q3=+1μC，分别位于正三角形的三个顶点，边长为a=20cm，求Q2受到的合力。【答案】（1）Q1对Q2的力：F12=k|Q1Q2|/a^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|2×10^-6C(-3)×10^-6C|/(0.2m)^2=-1.3445N方向：沿Q1Q2连线，由Q2指向Q1。（2）Q3对Q2的力：F32=k|Q3Q2|/a^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|1×10^-6C(-3)×10^-6C|/(0.2m)^2=-0.673N方向：沿Q3Q2连线，由Q2指向Q3。（3）合力：F=F12+F32=-1.3445N+(-0.673N)=-2.0175N方向：由Q2指向Q1和Q3的角平分线方向。七、综合应用题（每题25分，共50分）1.两个点电荷Q1=+8μC和Q2=-4μC，相距r=30cm。若在它们连线中点放入第三个点电荷Q3=+2μC，求Q3受到的合力大小和方向。【答案】（1）Q1对Q3的力：F13=k|Q1Q3|/(r/2)^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|8×10^-6C2×10^-6C|/(0.15m)^2=6.392N方向：沿Q1Q3连线，由Q3指向Q1。（2）Q2对Q3的力：F23=k|Q2Q3|/(r/2)^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|(-4)×10^-6C2×10^-6C|/(0.15m)^2=-3.196N方向：沿Q2Q3连线，由Q3指向Q2。（3）合力：F=F13+F23=6.392N+(-3.196N)=3.196N方向：由Q3指向Q1。2.三个点电荷Q1=+6μC、Q2=-3μC、Q3=+4μC，分别位于边长为a=10cm的正三角形的三个顶点。求Q1受到的合力大小和方向。【答案】（1）Q2对Q1的力：F21=k|Q1Q2|/a^2=8.99×10^9N·m^2/C^2|6×10^-6C(-3)×10^-6C|/(0.1m