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课后提升练(二) 库仑定律
[对应学生用书P145]
1.下列关于点电荷的说法中,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.只有球形带电体才能看成点电荷
D.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷
D 解析:由带电体看作点电荷的条件可知,当带电体的形状、大小及电荷分布对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷由研究问题的性质决定,与带电体自身大小、形状无具体关系,A、B、C错误;当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,两带电体的大小、形状及电荷分布对两带电体间相互作用力的影响可忽略不计,因此可将这两个带电体看成点电荷,D正确。
2.(2021·广东深圳高三上调研)如图所示的实验装置为库仑扭秤,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡,当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系,这一实验中用到了下列哪些方法( )
①微小量放大法 ②极限法 ③控制变量法 ④逐差法
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
B 解析:把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度,并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系,是微小量放大法;保持电荷量不变,改变A和C的距离可得到F和r的关系,保持A和C的距离不变,改变电荷量q可得到F和q的关系,这是控制变量法,B正确。
3.已知点电荷A的电量是点电荷B的3倍,则A对B库仑力大小跟B对A库仑力大小的比值为( )
A.3∶1 B.1∶3
C.1∶1 D.不确定
C 解析:由F=知,点电荷A、B间的库仑力大小相等,C正确。
4.关于库仑定律的公式F=k,下列说法中正确的是( )
A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→∞
B.当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞
C.当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了
D.当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了
D 解析:当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0,故A错误;当两个点电荷之间的距离r→0时,两电荷不能看成点电荷,此时库仑定律的公式不再适用,故B错误,D正确;当两个点电荷之间的距离r→∞时,满足库仑定律的条件,其公式仍适用,故C错误。
5.如图所示,两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上,且在同一竖直平面内。用水平向左的推力F作用于B球,两球在图示位置静止。现将B球沿斜面向上移动一小段距离,发现A球随之向上移动少许,两球在虚线位置重新平衡。重新平衡后与移动前相比,下列说法正确的是( )
A.墙面对A的弹力变大
B.斜面对B的弹力不变
C.推力F变大
D.两球之间的距离变小
B 解析:利用整体法可知,斜面对B球支持力的竖直分量等于A、B两带电小球的重力之和,斜面的倾角不变,故斜面对B的弹力不变,故B正确;设B对A的库仑力与竖直墙面的夹角为θ,对A分析有F库=,F墙=mAg tan θ,由于θ变小,则F库减小,F墙减小,两球之间的距离变大;对B分析,由于斜面支持力不变,F库减小且与水平方向的夹角变大,由水平方向受力平衡知,F变小,故A、C、D错误。
6.如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为+Q,半径为R,放在绝缘水平桌面上。圆心为O点,过O点作一竖直直线,在此线上取一点A,使A到O点的距离为R,在A点放一电荷量为+q的试探电荷,则试探电荷在A点所受的库仑力为( )
A.,方向向上 B.,方向向上
C.,方向水平向左 D.不能确定
B 解析:先把带电圆环分成若干个小部分,每一小部分可视为一个点电荷,各点电荷对试探电荷的库仑力在水平方向上的分力相互抵消,竖直方向上的分力大小为=,方向向上,故选B。
7.(多选)如图所示,两个带电小球A、B(A、B均可视为点电荷)的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2,静止时两悬线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2,且A、B恰好处在同一水平面上,则( )
A.若q1=q2,则θ1=θ2
B.若q1<q2,则θ1>θ2
C.若m1=m2,则θ1=θ2
D.若m1<m2,则θ1>θ2
CD 解析:两电荷间的库仑力是相互的,大小相等、方向相反且作用在同一直线上。每个带电小球受库仑力、重力和绳子拉力,三力平衡,由平衡条件可得m1g tan θ1=k,m2g tan θ2=k,即m1g tan θ1=m2g tan θ2,C、D正确。
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