1.2库仑定律练习
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库仑定律练习1.如图,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C两点与B的距离分别是L1,和L2.不计三质点间的万有引力,则A和C的比荷(电量与质量之比)之比应是A【答案】C【解析】试题分析:由题意可知,A、C带同种电荷,B与A、C电性相反。
B恰能保持静止,所A、C做圆周运动的角速度相等,库仑力提供向心力,对A:②;对C:③。
由①式得④,由①②③式得2212LmLmCAωω=,故C正确。
考点:万有引力定律的应用(三星问题)。
2.A、B、C三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,它所受到的静电力为F;移去A处电荷,在C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受静电力为( )A.-F/2 B.F/2 C.-F D.F【答案】B【解析】根据题意可得AB r=,2BC r=,当在A处放一电荷量为+q的点电荷时,C处放一电荷量为-2q的点电荷,其所受静电力方向与正电电荷的方向B正确;考点:考查了库仑定律的应用3.如图,质量分别为m A、m B的A、B两小球带有同种电荷,电荷量分别为q A、q B,用绝缘细线悬挂在水平天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间L1L2C夹角分别为α与β(βα>)。
现突然让两小球失去各自所带电荷,接着开始摆动,摆动过程中最大速度分别为v A 、v B ,最大动能分别为E kA 、E kB 。
则A .m A 一定小于mB B .q A 一定大于q BC .v A 一定大于v BD .E kA 一定小于E kB 【答案】AC 【解析】试题分析:因为两电荷间的电场力是相等的,而A 对应的电荷间的夹角较大,根据共点力的平衡知识可知,A 电荷的质量较小,选项A 正确;而两个电荷的电荷量不相等,它们受到的电场力也是相等的,故选项B 错误;失去电荷后,AB 会摆动起来,由于A 对应的摆线较长,故它摆到最低端时的速度一定较大,选项C 正确;则A 摆到最下端时的最大动能也会较大,选项D 错误。
考点:电荷间的相互作用,机械能守恒。
4.两个相同的金属小球A 、B ,所带的电量q A =+q o 、q B =-7q o ,相距r 放置时,相互作用的引力大小为F 。
现将A 球与B 球接触,再把A 、B 两球间的间距增大到2r ,那么A 、B 之间的相互作用力将变为AC【答案】A【解析】试题分析:将A 球与B 球接触,则它们所带电量先中和后平分,所以,最终所带电量q A =q b =-3 q o,又因为带同号电荷,为斥力作用,故选A。
考点:库仑定律。
5.两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F间库仑力的大小为( )A. 12FD 【答案】A 【解析】接触后,由库仑定律,B AA. 考点:库仑定律.6.关于库仑定律,以下说法中正确的是( )A. 库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体B. 库仑定律是实验定律C. 库仑定律仅对适用于静止的点电荷间的相互作用D. 根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大 【答案】B 【解析】试题分析:库仑定律适用于点电荷,点电荷是指放入电场时对该处的电场无影响的带电体,不一定就是体积很小的带电体,选项A 错误;库仑定律是通过实验得出的规律,所以是实验定律,选项B 正确;库仑定律对静止的点电荷和运动的点电荷间的相互作用都是适用的,选项C 错误;当两个点电荷间的距离趋近于零时,就不能看做点电荷了,于是库仑定律就不再适用了,选项D 错误;故选B. 考点:库仑定律;点电荷.7.由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电荷量分别为q 1和q 2。
其间距离为rk 为静电力常量。
若用国际单位制的基本单位表示,k 的单位应为A .kg·A 2·m 3B .kg·A -2·m 3·s -4C .kg·m 2·C -2D .N·m 2·A -2【答案】B【解析】故选B 。
【考点定位】考查库仑定律和单位制8.图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。
图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是A .M 点B .N 点C .P 点D .Q 点 【答案】C【解析】由库仑定律,可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的两线上,同种电荷相互排斥,由牛顿第二定律,加速度的方向就是合外力的方向,故C 正确,ABD 错误。
【考点定位】考查库仑定律和牛顿第二定律。
9.真空中两个静止点电荷间相互作用力为F ,若两电荷间距离不变,两电荷电量都增大为原来的2倍,下列判断正确的是A .F 增大为原来的2 倍B .F 增大为原来的4 倍C .F 增大为原来的6 倍D .F 增大为原来的8 倍 【答案】B【解析】两电荷电量都增大为原来的2 倍,F 增大为原来的4 倍,选项B 正确。
考点:库仑定律.10.两个半径为1cm 的导体球分别带上+Q 和-3Q 的电量,两球心相距90cm 时相互作用力为F ,现将它们碰一下后放在球心间相距3cm 处,则它们的相互作用力大小 ( ) A.300F ( B )1200F C.900F D.无法确定 【答案】D 【解析】试题分析:库伦定律适用于两个点电荷之间相互作用力的计算,带电球的半径为1cm ,当两球相距3cm 时,两个带电球不能看做点电荷,库仑定律不在适用,故无法确定两球之间的相互作用力,D 正确 考点:考查了库仑定律11.如图所示,已知带电小球A 、B 的电荷量分别为Q A 、Q B ,OA=OB ,都用长L 的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O 点处。
静止时A 、B 相距为d 。
为使平衡时AB 间距离变为2d ,可采用以下哪些方法A .将小球B 的质量变为原来的八分之一 B .将小球B 的质量增加到原来的8倍C .将小球A 、B 的电荷量都增为原来的二倍,同时将小球B 的质量变为原来的一半D .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量增加到原来的2倍 【答案】AC 【解析】试题分析:对小球B 受力分析如图所示:B 受重力、绳子的拉力及库仑力;可得:312B m gd kQQ L =,要使d 变为2d :可以使球B A 正确、B 错误.小球A 、B 的电荷量都增为原来的2倍,同时将小球B 的质量变为原来的一半,C 正确、D 错误.故选:AC 考点:库仑定律;物体的平衡.12.水平面上A 、B 、C 三点固定着三个电荷量均为Q 的正点电荷,将另一质量为m 的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O 点,OABC 恰构成一棱长为L 的正四面体,如图所示。
已知静电力常量为k ,重力加速度为g ,为使小球能静止在O 点,小球所带的电荷量为A【答案】A【解析】F 与竖直方向的夹角为θF 在竖直方向的分力之和与带电小球的重力平衡,即mg F =θcos 3,又A 项正确。
考点:本题考查了库仑定律、力的平衡、力的分解与合成知识及数学知识在物理中的应用。
13.如图所示,两条绝缘细线一端拴在同一点,另一端分别拴两个带同种电荷的小球A 、【答案】A 【解析】试题分析:对物体A ,由平衡知识可知:11=tan F m g θ电;对B :22=tan F m g θ电,则若m 1=m 2,则θ1=θ2 ,选项A 正确;若m 1>m 2,则θ1<θ2,选项B 错误;因为电荷之间的作用力是相互作用力,故与电荷的大小无关,故CD 错误;故选A. 考点:物体的平衡.14.有两个完全一样的金属小球A.B ,带电量Q A =2×10-9C ,Q B =-3×10-9C ,固定于相距为r 的两点上,A.B 间作用力为F 。
用一带绝缘柄的不带电的并且与A.B 等大的金属球C 先去接触A ,再同B 接触,最后移去C ,则此时A.B 间作用力为( ) A. F/2 B. F/4 C. F/5 D. F/6AB θ1 θ2试题分析:开始时两小球之间的作用力为:并且与A.B 等大的金属球C 先去接触A ,再同B 接触,最后移去C ,则此时A.B 带电量分别为:Q /A =1×10-9C, Q /B =-1×10-9C,,则两电荷之间的作用力为:D 正确。
考点:库仑定律.15.如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a 、b 、c (均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态,则以下判断正确的是A .a 对b 的静电力一定是引力B .a 对b 的静电力可能是斥力C .a 的电荷量可能比b 的少D .a 的电荷量一定比b 的多 【答案】AD 【解析】试题分析: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 正确,B 错误.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量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”.故D 正确,C 错误,故选:AD 考点:物体的平衡;库仑定律。
16.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ,一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行。
小球A 的质量为m 、电荷量为q ,小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d ,静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷。
小球A 静止在斜面上,则()A .小球A 与BB 0C 0DA 的支持力为0 dBAθ试题分析:由题意知,根据库伦定律可求小球A 与B 之间库仑力的大小为,故A 正确;以小球A 为研究对象受力分析如图:根据物体的平衡条件可求当mg 、Fc 、FN 三力的合力等于零时,即时,细线上的拉力为0,所以B 错误;C 正确;由平衡条件知,小球A 受弹力不可能为零,所以D 错误。
考点:电场线和等势面17.两个相同的金属小球(可看作点电荷),带有同种电荷,且电量之比为1∶7,在真空中相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能是原来的( )A .【答案】D 【解析】项D 正确。
考点:考查了库仑定律的应用18.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径为r ,球心相距3r ,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力 ( ) A.无法确定 B.等于1223KQ Q rC.大于122(3)kQ Q rD.小于1223kQ Q r 【答案】D 【解析】试题分析:两个绝缘金属小球,半径为r ,球心相距3r ,不能看作是点电荷,同种电荷相互排斥,等效距离大于3r ,A 、B 间相互作用力小于1223kQ Q r,D 正确。