9.2 库仑定律（分层作业）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第2节 库仑定律 1、 电荷之间的作用力 1．关于点电荷，下列说法正确的是（    ） A．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷 B．体积很大的带电体都不可看作点电荷 C．只有正方形带电体才可以看作点电荷 D．质量很小的带电体都可以看作点电荷 2．两个完全相同的金属小球，分别带有+Q和-3Q的电荷量，当它们相距r时，它们之间的库仑力是F。若把它们接触后分开，再置于相距的两点（此时两带电小球仍可视为点电荷），则它们的库仑力的大小将变为（　　） A．F B．3F C．9F D．12F 3．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为，球2的带电量为，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知（　　） A．n=3 B．n=4 C．n=5 D．n=6 4．（多选）两个相同的金属小球（可看作点电荷），带电量之比为1∶7，在真空中相距为r，相互间的库仑力为F，现将两小球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能变为（　　） A．9F B． C．16F D． 5．在学习库仑定律内容时，有下图的演示实验，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带正电的小球N先后挂在横杆上的P1、P2和P3处，通过调整丝线长度使M、N的球心在同一高度，当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角。通过观察发现：当小球N挂在P1时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在P3时N丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比，通过推理和分析，下列说法中正确的是（　　） A．小球N与球体M间的作用力与球体M的电荷量成正比 B．小球N与球体M间的作用力与M、N的电荷量的乘积成正比 C．小球N与球体M间的作用力与M、N两球心距离成反比 D．距离球体M越远的位置,绝缘丝线对小球N的拉力越小 2、 库仑实验 6．如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力大小影响因素的装置，在抽成真空的玻璃容器内，有两块金属圆球（可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，整个装置放在高精度电子科检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过容器上部玻璃的小孔（密封性良好且上支架可以上下自由移动）。该小组进行如下操作∶ a、为了方便直观知道清电力大小，首先将电子秤的示数归零； b、用起电机让两金属球带上相同的电量，保持电量不变，把两块金属圆球的距离定量增大，通过读取电子秤示数，便可得到对的静电力大小，把所得数据记录分析； c、保持两块金属圆球的距离为，逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析； d、保持两块金属圆球的距离为，再使两球带电荷量恢复到初始状态，再逐次用另一相同且不带电的金属圆球（图中未画出）与接触，使的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，便可得到每次对的静电力大小，把所得数据记录分析。 请回答下列问题∶ (1)对于本实验采用的主要实验方法是___________（填正确选项前的字母）； A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想实验法 D．微小量放大法 (2)该小组通过实验数据综合分析研究得到在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们电量的乘积成 （填“正比”或“反比”），与它们之间距离的二次方成 （填“正比”或“反比”），这个规律即被称为库仑定律。 (3)若某次实验时，将两块金属圆球正对距离调为不变，然后用起电机让两金属球带上相同的电量，通过读出此时电子秤的示数为（单位为），已知当地重力速度为g。便可得到对的静电力大小 （用题中已知的相关物理量的字母表示）。 7．库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。把另一个 （“带电”或“不带电”）金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带 （“同种”或“异种”）电荷。将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可以找到力F与距离r的关系，结果是力F与距离的二次方成反比。如果使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为，这样又可以得出电荷之间的作用力与电荷量的关系：力F与q1和q2的乘积成正比。已知悬丝转动的角度α与力F的大小成正比。若仅将C的电荷量增为原来的二倍