第一章 第2节 库仑定律（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（鲁科版）

[A组　素养达标] 1．(多选)对于库仑定律，下列说法正确的是(　　) A．凡计算真空中两个静止的点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝k B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律 C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量 解析：由库仑定律的适用条件可知，选项A正确；两带电小球距离非常近时，带电小球不能视为点电荷，库仑定律不再适用，选项B错误；由牛顿第三定律可知，相互作用的两个点电荷之间的作用力总是大小相等的，选项C正确；当带电小球之间的距离较近时，带电小球之间的作用力不仅跟距离有关，还跟带电体所带电性及电荷量都有关系，不能视为点电荷，选项D错误． 答案：AC 2．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(　　) A．F引＝G，F库≠k　　 B．F引≠G，F库＝k C．F引≠G，F库≠k D．F引＝G，F库＝k 解析：由于a、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库≠k，故选项D正确． .虽然不满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，F引＝G 答案：D 3．如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定(　　) A．两球都带正电 B．两球都带负电 C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D．两球受到的静电力大小相等 解析：两个带电球之间存在着排斥力，故两球带同号电荷，可能都带正电，也可能都带负电，故A、B项错误；由牛顿第三定律知，两球受到的静电力大小相等，故C项错误，D项正确． 答案：D 4．两个点电荷所带电荷量分别为2Q和4Q.在真空中相距为r，它们之间的静电力为F.现把它们的电荷量各减小一半，距离减小为.则它们间的静电力为(　　) A．4F B．2F C.FF D. 解析：由库仑定律可得原来两点电荷之间的静电力为F＝k＝4F，故A正确，B、C、D错误． ＝k，变化之后它们之间的静电力为F′＝k，把它们的电荷量各减小一半，距离减小为＝k 答案：A 5．如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知放在P、Q连线上某点R处的点电荷q受力为零，且PR＝2RQ.则(　　) A．q1＝2q2 B．q1＝4q2 C．q1＝－2q2 D．q1＝－4q2 解析：由于R处的点电荷q受力平衡，根据库仑定律得，PR＝2RQ，解得q1＝4q2.q1、q2一定为同种电荷，所以选项B正确． ＝ 答案：B 6．(多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是(　　) A. B. C. D. 解析：若两球带同种电荷，设一个球的带电荷量为Q，则另一个球的带电荷量为5Q，此时F＝kF，故B、D正确，A、C错误． ＝.若两球带异种电荷，接触后再放回原处，两球所带电荷量的绝对值均为2Q，此时两球间的库仑力大小为F″＝k＝，接触后再放回原处，带电荷量各为3Q，则两球间的库仑力大小F′＝k 答案：BD 7．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1，现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为(　　) A．2∶1 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶1 解析：开始时F1＝k，所以F1∶F2＝60∶1，故D正确． ＝k，接触后，两球都带正电Q，则F2＝k＝k 答案：D 8．如图所示，两个固定的带正电的点电荷q1、q2，电荷量之比为1∶4，相距为d，引入第三个点电荷q3，要使q3能处于平衡状态，对q3的位置、电性和电荷量的要求，以下叙述正确的是(　　) A．q3在q1和q2连线之间距离q1为d处，且为负电荷，对电荷量无要求 B．q3在q1和q2连线之间距离q1为d处，且为正电荷，对电荷量无要求 C．q3在q1和q2连线之间距离q1为d处，对电性和电荷量均无要求 D．q3在q1和q2连线的延长线上，位于q1左侧d处，对电性和电荷量均无要求 解析：由题意知，电荷q3一定在两正电荷之间，