2020学年高中物理第一章静电场专题第2节 库仑定律

2020学年高中物理第一章静电场专题第2节 库仑定律

第2节 库仑定律 ‎ ‎1．（2020·浙江省温州九校）关于库仑定律，下列说法正确的是 A．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律 B．根据，当两电荷的距离r趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 D．若点电荷的电荷量大于的电荷量，则对的静电力大于对的静电力 ‎【答案】A ‎2．（2020·黑龙江省实验中学）有两个完全相同的绝缘金属小球AB，A带的电量为Q，B带的电量为，它们间的距离r远大于小球的半径，相互作用力为现将两个小球接触一下后放回原处，则相互作用力变为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】设两个小球之间的距离为r，开始时：，将两个小球接触一下后，电量中和，再平分，则电量为；当仍放回原处，根据库仑定律，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎3．两个完全相同的金属球A和B带电荷量之比为1:7，相距为r。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 A．4:7 B．3:7‎ C．9:7 D．16:7‎ ‎【答案】C ‎4．（2020·百校联盟年高考名师猜题保温金卷）如图所示，在电场强度大小为E0的水平匀强电场中，a、b、和c三个点电荷分别固定在光滑水平面上的同一直线上，ab之间的距离为L，c在ab的中点上。当a、b、和c的电荷量均为+Q时，水平面内与a、b两点电荷距离均为L的O点处有一电荷量为+q的点电荷恰好处于平衡状态。如果仅让点电荷a带负电，电荷量大小不变，其他条件都不变，则O点处电荷的受力变为 A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】由于电荷量为+q的点电荷恰好处于平衡状态，受力分析如所示：由物体的平衡可得：，如果仅让点电荷a带负电，电荷量大小不变，其他条件都不变，相当于只有点电荷a（且a带负电荷，电荷量为2Q）对O点处电荷作用，则O点处电荷的受力变为，选项C正确，ABD错误。‎ ‎【名师点睛】本题考查库仑定律与力学平衡知识的问题，注意受力分析，画出受力分析图是解决力学题的关键。‎ ‎5．如图所示，点电荷+Q固定，点电荷+q沿直线从A运动到B。此过程中，两电荷间的库仑力是 A．吸引力，先变小后变大 B．吸引力，先变大后变小 C．排斥力，先变小后变大 D．排斥力，先变大后变小 ‎【答案】D ‎【解析】带电相同的小球受斥力作用，小球沿直线从A运动到B的过程中，两电荷间的距离先减小后增加，由于电荷量保持不变，根据，电场力先增大后减小，故ABC错误，D正确。‎ ‎【名师点睛】此题关键是知道电荷间的作用规律，掌握库仑定律公式，要明确其使用条件和各个物理量的含义。‎ ‎6．（2020·陕西省西安地区八校高三联考）如图所示，水平光滑的绝缘细管中，两相同的带电金属小球相向运动，当相距L时，加速度大小均为a，速度大小均为v，相互作用力大小为F，已知A球带电荷量为+q，B球带电荷量为–3q，两球相碰后分开，则下列有关说法正确的是 A．两球相碰位置为L的中点 B．当两球相碰后再次相互L时，两球间相互作用力大小为F C．当两球相碰后再次相互为L时，两球加速度大小均为a D．当两球相碰后再次相互L时，两球速度大小均为v ‎【答案】A 球相碰后再次相距L时，两球速度大小均小于v，故D错误。‎ ‎【名师点睛】本题主要抓住异种电荷接触后中和再均分，利用好库仑定律和牛顿第二定律即可。‎ ‎7．在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A 为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从物体A的正上方经过，若此过程中物体A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间库仑力的作用，则下列说法正确的是 A．物体A受到地面的支持力先增大后减小 B．物体A受到地面的支持力保持不变 C．物体A受到地面的摩擦力先减小后增大 D．库仑力对物体B先做正功后做负功 ‎【答案】AC ‎8．（2020·湖北省沙市中学高三高考冲刺第二次考试）如图所示，光滑绝缘的水平面上M、N两点有完全相同的金属球A和B，带有不等量的同种电荷。现使A、B以大小相等的初动量相向运动，不计一切能量损失，碰后返回M、N两点，则 A．碰撞发生在M、N中点之外 B．两球同时返回M、N两点 C．两球回到原位置时动能比原来大些 D．两球回到原位置时动能不变 ‎【答案】BC ‎【解析】由于两球在任何时刻所受的电场力相等，则加速度相等，速度大小相等，可知碰撞发生在中点，且同时返回M、N点，A错误，B正确；两球碰撞后，电荷量重新分布，两球在同样的位置间的作用力由变为，故根据（，由于两电荷量不相等，所以等号不会成立），故作用力比之前增大，可知整个过程中电场力做正功，知返回到出发点的速度比较之前大，则两球回到原位置时动量比原来大些，C正确，D错误。‎ ‎9．（2020·四川省成都市第七中学）把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B，现给B一个沿垂直于AB方向的速度，B球将 A．若A、B为异种电荷，B球可能做加速度变大、速度变小的曲线运动 B．若A、B为异种电荷，B球一定做圆周运动 C．若A、B同种种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动|‎ D．若A、B同种种电荷，B球的动能一定会减小 ‎【答案】C ‎10．（2020·普通高等学校招生全国统一考试模拟试题）固定在M、N两点的两个完全相同的带正电实心铜质小球球心间距为l，半径为r，一质量为m，电荷量为q，已知l=3r，静电力常量为k，万有引力常量为G，下列说法正确的是 A．两小球均可视为质点且二者间的万有引力可直接通过万有引力定律求解 B．两小球均可视为点电荷且二者间的电场力可直接通过库仑定律求解 C．二者间的万有引力大小为，二者间的电场力大小为 D．二者间的万有引力大小为，二者间的电场力小于 ‎【答案】D ‎【解析】两小球间距并不是远大于小球的半径，故小球不能视为质点，两实心铜质小球质量分布均匀，两者之间的万有引力可以通过万有引力定律求解，大小为，选项A错误；两小球不能视为点电荷，且同种电荷相互排斥，两小球相互远离的一侧电荷分布密集，故两者间的电场力小于，则选项BC错误，D正确。‎ ‎11．（2020·浙江省杭州市高考命题预测卷）如图所示，两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为d的水平面上，另有一个质量为m，带电荷量为q的带电粒子A，悬浮于空中不动，此时A离Q1的距离为d，离Q2的距离为d。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则 A．Q1与Q2可能为异种电荷 B．Q1=3Q2‎ C．Q1=9Q2‎ D．Q1=‎ ‎【答案】D ‎12．A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，电荷量分别为qA、qB，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A、B两球处于同一水平面。若B对A及A对B的库仑力大小分别为FA、FB，则下列判断正确的是 A．FA=FB ，qA > qB B．AC细线对A的拉力TA= mAg/2‎ C．OC细线的拉力TC=（mA+mB）g D．同时烧断AC、BC细线后，A、B组成的系统下落过程机械能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图：‎ ‎13．（2020·浙江省金华市十校）一个半径为的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内，环上套着两个带电小球和(中央有孔，可视为点电荷)，当它们处于如图所示位置时，恰好都能保持静止状态。此时小球与环中心处于同一水平面，连线与水平方向夹角为。已知小球为带电量为的负电荷，质量为，重力加速度为，静电力常量为，由此可知小球 A．质量为 B．带负电 C．带电荷量为 D．对圆环的弹力大小为2mg ‎【答案】AD ‎14．如图，光滑平面上固定金属小球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，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有 A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】由题意画示意图，B球先后平衡，于是有，，则，因为<，所以，故选C。‎ ‎15．（2020·云南省文山州高三毕业生教学质量检测）如图所示，用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球A和B，两线上端固定于O点，B球固定在O点正下方。当A球静止时，两悬线夹角为θ。能保持夹角θ不变的方法是 A．同时使两悬线长度减半 B．同时使A球的质量和电荷量都减半 C．同时使两球的质量和电荷量都减半 D．同时使两悬线长度和两球的电荷量都减半 ‎【答案】BD 位置平衡，故C错误；同时使两悬线长度和两球的电荷量减半，球间距减为一半，根据公式F=，静电力不变，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故D正确。‎ ‎16．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a、b、c，三个小球在一条直线上，若释放小球a，小球a的初始加速度为–‎1 m/s2（向右为正），若释放小球c，小球c的初始加速度为‎3 m/s2，当释放小球b时，小球b的初始加速度应是多大？方向如何？‎ ‎【答案】–‎2 m/s2 方向向左 ‎【解析】由牛顿第二定律得，对小球a有 Fba+Fca=–ma0①‎ 对小球c有 Fac+Fbc=3ma0②‎ 由①②得Fab+Fcb=–2ma0‎ 即ab=–‎2 m/s2，方向向左 ‎17．如图所示，把质量为‎2 g的带负电小球A用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为4×10–‎6 C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距‎30 cm时A球静止，绳与竖直方向成45°角，g取‎10 m/s2‎ 求：（1）B球受到的库仑力多大?‎ ‎（2）A球带电荷量是多少?‎ ‎【答案】（1）2×10–2 N （2）5×10–‎‎8 C ‎ ‎