第九章 2 库仑定律（课时练习）-2022-2023学年高二新教材物理必修第三册【勤径学升·同步练测】（人教版）

2．库仑定律 [对应素能提升训练第3页] 1．下面关于点电荷的说法中正确的是(　　) A．点电荷的带电量一定是1.60×10－19 C B．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D．只有球形带电体才可看成是点电荷 解析　点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，点电荷的值可以等于元电荷，也可以是元电荷的整数倍，即点电荷的电荷量可多可少，故A错误；在研究带电体间的相互作用时，带电体的尺寸远小于它们之间的距离时，才可把带电体看成点电荷，并不是所有电荷都可以看成点电荷，故B错误；点电荷是理想化的物理模型，故C正确；任何形状的带电体在距离足够大的情况下都可以看成是点电荷，故D错误。 答案　C 2．关于库仑定律的公式F＝k，下列说法正确的是(　　) A．当真空中的点电荷相接触时，库仑力无穷大 B．库仑力与两点电荷间的距离r的平方成正比 C．当带电体为两个导体球(球半径相对于距离不可忽略)时，r指的是两球心间的距离 D．q1对q2的库仑力大小等于q2对q1的库仑力大小 解析　当两个电荷距离趋于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，A错误；库仑力与两点电荷的电荷量的乘积成正比，B错误；当带电体为两个导体球(球半径相对于距离不可忽略)时，带电体不可视为点电荷，电荷分布不均匀，库仑定律不适用，r不是指两球心间的距离，C错误；q1对q2的库仑力与q2对q1的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等，D正确。 答案　D 3．如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(　　) A．A带正电，QA∶QB＝1∶8 B．A带负电，QA∶QB＝1∶8 C．A带正电，QA∶QB＝1∶4 D．A带负电，QA∶QB＝1∶4 解析　要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电，设AC间的距离为L，则BC间的距离为2L。 FBsin 30°＝FA，即ksin 30°＝ 解得＝，故选项B正确。 答案　B 4．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a的电荷量比b的电荷量小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　) A．F1　　 B．F2 C．F3　　 D．F4 解析　c受b的引力和a的斥力，由于b球的电荷量比a球的大，故b球对c球的静电引力较大，根据平行四边形定则，可知B正确。 答案　B 5．如图所示，两个质量均为m、带电量分别为q1、q2的小球，放在半径为R的内壁光滑的绝缘半球形碗内，平衡时两球与碗心O点连线和竖直方向的夹角均为30°，则(　　) A．两球间库仑力大小F＝k B．两球间库仑力大小F＝ C．碗对球的支持力FN＝k D．碗对球的支持力FN＝ 解析　对右侧小球受力分析可知，小球受重力、支持力及库仑力而处于平衡状态，如图所示，两球间的距离大小为R，根据库仑定律可得库仑力F＝，A错误； 由几何关系知，F＝mgtan 30°＝mg，B错误； 碗对球的支持力FN＝＝2F＝，C错误； 碗对球的支持力FN＝＝，D正确。 答案　D 6．已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为－e，e为电子所带电荷量的大小，即质子所带电荷量。如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为L，三个夸克组成等边三角形。L＝1.5×10－15 m，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－19 C。 (1)画出质子的三个夸克的组成图形，夸克用小圆圈表示，并在每个夸克旁标出该夸克所带电量。 (2)计算质子内每相邻两个夸克之间的静电力。 解析　(1)如图所示。 (2)质子带电为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处。这时上夸克与上夸克之间的静电力应为 Fm＝k＝k， 代入数值，得：Fm＝45.5 N，为斥力， 上夸克与下夸克之间的静电力为 Fn＝k＝k， 代入数值，得Fn＝22.8 N，为引力。 答案　见解析 7．关于元电荷和点电荷的说法正确的是(　　) A．元电荷就是点电荷 B．质子就是元电荷 C．点电荷一定是电荷量很小的电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 解析　元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理概念，故A错误；元电荷是最小的带电量，不是质子，故B错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，带电体能不能简化为点电荷，不是看物体的体积大小和电量大小，而是看物体的大小相对于两个电荷的间距能不能