(练习)2　课时分层训练(二)　库仑定律-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

课时分层训练(二)　库仑定律 知识点1　点电荷和库仑定律的条件 1．关于库仑定律，下列说法正确的是(　　) A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B. 根据F＝k，当两电荷的距离趋近于0时，静电力将趋向于无穷大 C. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D. 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 D　解析：点电荷是实际带电体的近似，只有带电体的大小和形状对电荷间的作用力影响很小时，实际带电体才能视为点电荷，故A错误；当两个电荷之间的距离趋近于0时，不能再视为点电荷，公式F＝k就不能用于计算此时的静电力，故B错误；q1和q2之间的静电力是一对相互作用力，它们的大小相等，故C错误；库仑定律的表达式为F＝k，万有引力定律的表达式为F＝G，两者表达式相似，研究和运用的方法也很相似，都是平方反比定律，故D正确。 2．下列关于点电荷的说法，正确的是(　　) A. 带电球体一定可以看成点电荷 B. 直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷 C. 直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷 D. 点电荷与质点都是理想化的模型 D　解析：一个带电体是否可以被看成点电荷，不是由带电体的几何尺寸大小而定，而是要分析带电体与发生作用的另外一个带电体之间的距离跟它的几何尺寸的大小关系，如果带电体的形状和大小带来的影响很小，可忽略不计时，该带电体可视为点电荷，故A、B、C错误；点电荷与质点一样，都是理想化的模型，故D正确。 3．如图所示，一带正电的物体位于M处，用相同长度的绝缘丝线系上带正电的相同的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。则此实验得出的结论正确的是(　　) A. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关 B. 电荷之间作用力的大小与两电荷的性质有关 C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关 D. 电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关 A　解析：在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，根据悬挂小球的丝线的偏角可以看出小球所受作用力逐渐减小，即电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关；由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作用力和电性、电荷量的关系，故B、C、D错误，A正确。 知识点2　静电力的叠加和平衡 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所带电荷量的大小比b的小。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，应是(　　) A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 B　解析：以c球为研究对象受力分析，如图所示， 由于b球所带电荷量比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知，合力的方向应向右上偏，故B正确。 5．如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来两个相同的带电小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向。下面说法正确的是(　　) A. a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 B. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小 C. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 D. a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小 B　解析：存在＋Q球时，对a、b球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为0，由同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，可得a球带负电，b球带正电。a、b作为整体，得＋Q对a和＋Q对b的水平方向的库仑力大小相等方向相反，再根据F＝k，得a离＋Q近点，所以a球带电荷量较小，b球带电荷量较大，故B正确。 6．如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球间最近距离为r，A球的电荷量为＋Q，B球的电荷量为－3Q，两球之间的静电力大小为F，将两球相互接触后放回原处，此时两球之间的静电力变为(　　) A. B. 小于 C. D. 大于 B　解析：金属球A和B，带电荷量分别为＋Q和－3Q，它们之间的距离很近，此时两球不能看成点电荷，因为两球所带电荷间的吸引作用，根据库仑定律，可知相互作用力的大小F＞k；将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电荷量均变为＝－Q，由于两球所带电荷之间相互排斥，则根据库仑定律，有F′＜＜F，故选B。 7．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力均为0。由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为(　　) A. (－9)∶4∶(－36) B. 9∶4∶36 C. (－3)∶2∶(－6) D. 3∶2∶6 A　解析：由三电荷平衡模型的特点“两同夹一异”可知