9.2库仑定律（分层练习）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第2节　库仑定律 1、 点电荷模型 【例1】关于点电荷，下列说法中正确的是（　　） A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷 B．体积较大的带电体一定不能看成是点电荷 C．两个带电体的大小、形状、电荷分布对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，它们均可看成点电荷 D．当带电体带电量很少时，可看成点电荷 【答案】C 【详解】AB．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，体积很大的带电体也可能看成点电荷，故AB错误； CD．由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状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，故C正确，D错误。 故选C。 【针对训练1】关于对元电荷和点电荷的理解正确的是（    ） A．元电荷实质上指电子和质子本身。 B．点电荷就是检验电荷。 C．体积很小的带电体就是点电荷。 D．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量，通常取作e＝1.6×10－19C。 【答案】D 【详解】AD．元电荷是表示跟电子（质子）所带电量数值相等的电量，不是指电子和质子，通常取作e＝1.6×10－19C，故A错误，D正确； BC．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，该电荷就可以看成点电荷，是一种理想化模型，并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷，点电荷既可以是检验电荷，也可以是场源电荷，故BC错误。 故选D。 二、对库仑定律的理解 【例2】可视为点电荷的两个完全相同的金属小球，分别带有和的电荷，相距一定距离时库仑力的大小为。将两球接触后再放回原处，两球之间的库仑力为（　　） A．引力，大小为 B．引力，大小为 C．斥力，大小为 D．斥力，大小为 【答案】D 【详解】两球未接触前由库仑定律两球相互吸引；接触后由电荷均分原则，它们带同种电荷 放回原处后，它们之间方静电力为两球相互排斥，故D正确。 故选D。 【针对训练2】如图所示，完全相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间斥力大小是F。今让第三个完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、B两球相互排斥，则两球带同种电荷，设A、B带有电荷量为Q，相隔一定距离r，两球之间相互吸引力的大小是第三个不带电的金属小球与A球接触后移开，第三个球与A球的带电量都为，第三个球与B球接触后移开，第三个球与B球的带电量都为，A、B两球之间的相互作用力的大小故选C。 1．如图所示，点电荷固定在连线的下方，试探电荷沿直线从A运动到B。此过程中受到的库仑力是（　　） A．排斥力，先变小后变大 B．排斥力，先变大后变小 C．吸引力，先变小后变大 D．吸引力，先变大后变小 【答案】B 【详解】根据同种电荷相互排斥，可知，试探电荷受到的一直是排斥力，电荷沿直线从A运动到B的过程中，两电荷间的距离先减小后增加，由于电量保持不变，根据可知，受到的库仑力先增大后减小，故ACD错误，B正确。 故选B。 2．在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C，均可视为质点，如图所示。若它们恰能处于平衡状态，那么这三个小球所带电荷量及电性的关系可能的是（　　） A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】C 【详解】要使三个小球均处于平衡状态，先以A对对象，要使A平衡，B和C所带电性应相反（B、C对A的作用力方向必须相反）；同理，要使C平衡，A和B所带电性应相反；综上，电荷电性需满足“两同夹异”的规律：三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。 故选C。 3．如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个带电荷量为q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长为，O到B点的距离为l，平衡时A、B带电小球处于同一高度，两带电小球可视为点电荷．已知重力加速度为g，静电力常量为k．则下列说法正确的是（　　） A．A、B间库仑力大小为 B．细线拉力大小为 C．细线拉力大小为 D．带电小球B在A处的电场强度大小为 【答案】D 【详解】A．由几何关系可知，的距离为，小球A的受力分析如图 依据库仑定律，则A、B间库仑力大小为故A错误； BC．设细线对小球A的拉力为，根据受力平衡的条件可得故BC错误； D．根据电场强度的定义可知，带电小球B在A处的电场强度为故D正确。 故选D。 4．如图所示，绝缘轻质细绳将带正电的轻质小球P悬挂在空中的O点，a绳与竖直方向的夹角为45°。b绳水平。带负电的小球Q放在圆弧上，O为圆弧的圆心。在把小球Q从圆弧的顶端（与O点等高）缓慢移动到底端的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．a绳中的张力先增大后减小 B．b绳中的张力一直减小 C．小球Q位于轨道的中点时，a、b绳中张力大小相等 D．