(练习)课时分层作业2 库仑定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

课时分层作业(二)　库仑定律 题组一　对点电荷的理解 1．下列说法正确的是(　　) A．点电荷就是体积很小的带电体 B．点电荷就是带电荷量很小的点 C．根据F＝k可知，当r→∞时，库仑定律的公式就不适用了 D．静电力常量的数值是由实验得出的 D　[不论带电体体积的大小如何，只要带电体的体积、形状等对所研究问题的影响可以忽略，该带电体就可以看成点电荷，A、B错误；当r→∞时，它们间的静电力F→0，库仑定律仍然适用，C错误；静电力常量的数值是由库仑扭秤实验得出的，D正确。] 2．下列关于点电荷的说法，正确的是(　　) A．只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C．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．一切带电体都可以看成是点电荷 C　[能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析问题时是否考虑它的体积大小和形状。能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定。若它的体积和形状可不考虑时，就可以将其看成点电荷，C正确。] 题组二　对库仑定律的理解及应用 3．(多选)库仑定律的适用范围是(　　) A．真空中两个带电球体间 B．真空中任意带电体间 C．真空中两个静止点电荷间 D．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离时 CD　[库仑定律适用范围：真空中的静止点电荷间，或真空中可看作点电荷的两个带电体间，C、D正确。] 4．某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小。这个实验结果说明电荷之间的作用力(　　) A．随着电荷量的增大而增大 B．与两电荷量的乘积成正比 C．随着电荷间距离的增大而减小 D．与电荷间距离的平方成反比 C　[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，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，故A、B、D错误，C正确。] 5．如图所示，半径相同的两个可视为点电荷的金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是(　　) A．F　　　B．F　　　C．F　　　D．F A　[由于A、B间有吸引力，则A、B带异种电荷。设电荷量都为Q，则两球之间的相互吸引力大小为F＝。当C球与A球接触后，A、C两球的电荷量为q1＝。当C球再与B球接触后，B、C两球的电荷量为q2＝＝。所以此时A、B两球之间的相互作用力的大小为F′＝＝k＝，故选项A正确。] 6．(多选)在真空中有两个完全相同的金属带电小球(视为点电荷)，带电荷分别为－q1和＋q2，其相互作用力大小为F，今将两小球接触一下再放回原处，这时相互作用力大小为，则两球原来带电荷量大小的关系是(　　) A．q1∶q2＝1∶3　　　 B．q1∶q2＝2∶3 C．q1∶q2＝3∶1 D．q1∶q2＝4∶1 AC　[根据库仑定律，接触前两球作用力大小为：F＝k，接触后q′1＝q′2＝，又F′＝＝k，联立以上各式，解得q1∶q2＝3∶1或q1∶q2＝1∶3，故A、C正确，B、D错误。] 题组三　库仑力作用下的力学问题 7．人类已探明某星球带负电，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电的粉尘置于该星球表面h处，恰处于悬浮状态。现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处，无初速释放，则此带电粉尘将(　　) A．向星球地心方向下落 B．飞向太空 C．仍在那里悬浮 D．沿星球自转的线速度方向飞出 C　[均匀带电的星球可视为点电荷。粉尘原来能悬浮，说明它所受的库仑力与万有引力相平衡，即＝G，可以看出，r增大，等式仍然成立，故C正确。] 8．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上，q2与q3间的距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比为(　　) A．(－9)∶4∶(－36)　 B．9∶4∶36 C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6 A　[由于三个点电荷所受静电力平衡，所以中间电荷的电性与两边电荷的电性相反，并且靠近电荷量较小的电荷。对q1有k＝k，对q2有k＝k，可解得q1∶q2∶q3＝(－9)∶4∶(－36)或q1∶q2∶q3＝9∶(－4)∶36，故选项A正确。] 9．如图所示把质量为m的带负电小球A，用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为Q的带正电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成α角，重力加速度大小为g。 (1