9.2 库仑定律（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

9.2　库仑定律 [见学生用书P4] 带正电的带电体O置于铁架台旁，把系在绝缘丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。带电体O与小球间的作用力会随距离的不同怎样变化？电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ 【答案】 带电小球与带电体O的距离越远，细线张开的偏角越小，说明电荷之间作用力的大小与彼此间的距离有关，且距离越大作用力越小，电荷之间作用力的大小与它们的距离、电荷量有关。 1．下列关于元电荷和点电荷的说法正确的是(　B　) A．元电荷就是电子 B．元电荷就是电荷量的最小单元 C．体积很小的带电体就是点电荷 D．点电荷与元电荷都是一种理想化模型 【解析】 元电荷的电荷量等于电子的电荷量，但不是电子，元电荷是电荷量的最小单元，A错误，B正确；当两个带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看作点电荷，C错误；点电荷实际不存在，是理想化模型，元电荷不是理想化模型，D错误。 2．(多选)用金属做一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。某同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是(　ABC　) 第2题图 A．摩擦使笔套带电 B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异种电荷 C．圆环被吸引到笔套上的过程中，圆环所受的静电力大于圆环的重力 D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 【解析】 摩擦使笔套带电，笔套靠近圆环时，由于静电感应圆环上、下部感应出异种电荷，圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受的静电力大于圆环的重力，A、B、C正确；笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷(极少)部分转移到金属圆环上，使圆环带上相同性质的电荷，D错误。故选ABC。 3．静电力常量k的数值及单位是(　A　) A．9.0×109 N·m2/C2 B．9.0×10－9 N·m2/C2 C．9.0×109 C2/(N·m2) D．9.0×10－9 C2/(N·m2) 4．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为(　D　) A.　　　　 B． C．4F D．16F 【解析】 根据库仑定律F＝k，当电荷量都变为原来的4倍时，F′＝k＝k＝16F，D正确。 5．两个半径均为1 cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电荷量，两球心相距90 cm，相互作用力大小为F。现将它们碰一下后又分开，两球心相距3 cm，则它们的相互作用力大小变为(　D　) A．3 000F B．1 200F C．900F D．无法确定 【解析】 两球心相距90 cm时，两球距离比球本身大得多，由库仑定律，F＝k＝k；两球相碰后，电荷量变为－Q、－Q，但两球心距离变为3 cm，这时两球不能再被看作点电荷，所以不能用库仑定律计算。但可定性分析，由于同性相斥、异性相吸原理，电荷向远端移动，所以距离大于3 cm，F＜k，D正确。 6．(多选)下列关于库仑定律的说法正确的是(　AC　) A．库仑定律是实验定律 B．两个带电小球即使相距非常近，也能直接用库仑定律 C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D．根据库仑定律，当两个带电体的距离趋近于零时，库仑力趋近于无穷大 【解析】 库仑定律是库仑通过实验得出的规律，实验过程中注意确保间距要大且电荷量不能变，A正确；两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看作点电荷，库仑定律的公式已经不适用，B、D错误；两个点电荷之间的相互作用力大小相等，与点电荷电荷量的大小无关，C正确。故选AC。 7．(多选)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。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。这一实验中用到的实验方法包括(　AB　) 　第7题图 A．微小量放大法 B．控制变量法 C．极限法 D．逐差法 【解析】 通过扭秤可以将看不到的静电力效果放大，使人能观察到静电力的作用，所以用到了微小量放大法，A正确；实验过程中需要控制r不变，研究F和q的关系，控制q不变研究F和r的关系，所以还用到了控制变量法，B正确。故选AB。 8．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电荷量为＋Q，B带电荷量为－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在静电力的作用下处于平衡状态(假设三个点电荷只受静电力作用)，则点电荷C的带电性质及位置应为(　C　) 第8题图 A．正，