9.2 库仑定律 基础练习卷 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-07-23
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2. 库仑定律 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电荷和静电现象 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.05 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 初高中物理资料大全 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58938049.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以库仑定律为核心,通过基础概念辨析、公式定量应用、实验探究到力学综合计算的分层设计,覆盖物理观念建构与科学思维培养,适配新授课知识巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|库仑定律概念及适用条件|单选题1考查真空和静止点电荷条件,强化物理观念|
|中档应用|公式计算与实验探究|实验题16用控制变量法研究静电力影响因素,培养科学探究能力|
|综合提升|力学平衡与电学综合|解答题18结合平衡条件求质量,体现科学推理与模型建构|
内容正文:
库仑定律基础练习卷
一、单选题
1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
B.根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,静电力将趋向于无穷大
C.所带电荷量分别为和的点电荷相互作用时,受到的静电力是受到的静电力的5倍
D.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积较小的带电体
【答案】A
【详解】A.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷,故A正确;
B.两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷了,已经不能适用,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,M、N相互作用时,N受到的静电力与M受到的静电力大小相等,故C错误;
D.如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计,即可将它看作是一个带电的点,则这样的带电体叫作点电荷,故D错误。
故选A。
2.在点固定的点电荷产生的静电场中,一电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示,、是轨迹上两点。已知,电子在点所受静电力大小为,则电子在点处所受静电力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据库仑定律可知,电子在A点所受静电力大小为
电子在B点处所受静电力大小为
故选D。
3.如图所示,、是圆的两个互相垂直的直径,在A点固定一个点电荷,在C点固定另一个点电荷,这时两点电荷间的库仑力大小为F,若将C点的点电荷移到B点,则两点电荷间的库仑力大小为( )
A. B. C.2F D.
【答案】C
【详解】设圆的半径为,两点电荷的电荷量分别为、,则
当两点电荷在、两点时,
所以两点电荷间的库仑力大小
故选C。
4.如图所示,真空中某光滑绝缘水平面上固定两个可视为质点的带电小球甲、乙,甲、乙均位于x轴上。已知甲的电荷量为+9q,乙的电荷量为,甲位于坐标原点O处,乙位于x=d处。现将另一可视为质点的带电小球丙置于x轴上,要使丙处于静止状态,则丙的位置为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由分析知,丙位于乙右侧且丙处合场强为零,设丙与乙相距,由库仑定律和平衡条件,可得
解得
因此丙位于处
故选D。
5.电荷量分别为q1、q2、q3的三个点电荷分别固定在同一直线上的A、B、C三个位置,如图所示,其中BC=2AB,4q1=q3。设q1对q2的库仑力大小为F,则q3对q2的库仑力大小为( )
A.16F B.8F C.2F D.F
【答案】D
【详解】设,则,由库仑定律可知对的库仑力大小为
对的库仑力大小为
又,所以
代入得=
故选D。
6.库仑扭秤实验用扭秤把极小的力放大到可测,第一次实现精确测量,使电磁学从定性走向定量,它是静电学的基石,也是人类第一个定量的电磁学定律。根据所学知识请判断库仑在实验过程中,对金属小球的电荷量的测定是采用下面哪种方法( )
A.用测电量的仪器精密测量
B.用两个相同的金属小球带同种电荷,接触后总电量平分的方法确定电荷量
C.用两个相同的金属小球带异种电荷,接触后总电量平分的方法确定电荷量
D.用两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,接触后电荷量平分的方法确定电荷量
【答案】D
【详解】A.库仑所处年代尚未发明可精密测量电量的仪器,无法直接测量小球电荷量,故A错误;
B.若两个金属小球均带同种电荷,初始各自电荷量未知,接触平分后无法得到可定量控制的电荷量,不能实现实验变量控制,故B错误;
C.带异种电荷的相同金属小球接触后会先中和,再将剩余电荷平分,无法得到与初始电荷量成确定比例的电荷量,不是库仑采用的方法,故C错误;
D.库仑实验中使用一个带电、一个不带电的完全相同金属小球,接触后电荷量平分,可依次得到原电荷量的、、……等确定比例的电荷量,以此控制电荷量变量开展实验,故D正确。
故选D。
7.真空中两个相同的带等量同种电荷的金属小球M和N(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力为F。用一个不带电的同样的金属小球P与M接触后,移开P后,M的电荷量变为原来的一半,此时M、N之间的静电力变为( )
A.F B. C. D.
【答案】B
【详解】设初始时、的电荷量均为,两球距离为,则初始静电力为
与接触并移开后,的电荷量为,电荷量仍为,两球距离不变,则此时静电力为==
故选B。
8.如图是库仑扭秤实验装置,下列说法正确的是( )
A.由库仑定律公式可知,当r趋近于0时,F将趋向于无穷大
B.库仑扭秤能研究微小的库仑力,它最主要的物理思想是放大法
C.库仑扭秤能研究微小的库仑力,它最主要的物理思想是理想模型法
D.电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的库仑力是A的3倍
【答案】B
【详解】A.库仑定律适用于真空中的点电荷,由库仑定律公式可知,当r趋近于0时,两电荷不能看作点电荷,则公式不再适用,A错误;
BC.库仑扭秤能研究微小的库仑力,它最主要的物理思想是微小量放大法,B正确,C错误;
D.两电荷之间的库仑力是相互作用力,总是等大反向,D错误。
故选B。
9.如图所示,两个完全相同的绝缘金属小球A、B放置在桌面上,所带电荷量分别为+9q、-q,刚开始时两球心相距为,库仑力大小为,现将两球接触后球心相距为放置,则库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据库仑定律可得初始时的库仑力大小为
将A、B两球接触后分开,则A、B所带电荷量均为
使A、B相距2d,则A、B间库仑力大小变为
可得
故选C。
10.如图,用两根绝缘细线把质量分别为、的A、B带电小球(视为质点)悬挂在同一点,两小球恰好静止于同一水平面上,细线与竖直方向的夹角分别为、且,A、B两球所受库仑力大小分别为、,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.两小球间的库仑力是一对相互作用力,大小相等,即,故A错误,B错误。
CD.分别对、两球受力平衡,有,
由,得
因且两角均为锐角,所以,则,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题
11.关于点电荷的下列说法中正确的是( )
A.真正的点电荷是不存在的
B.点电荷是一种理想模型
C.足够小的电荷就是点电荷
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
【答案】ABD
【详解】AB.点电荷是一种理想化的模型,用于简化问题研究,实际中并不存在,故AB正确;
C.能否视为点电荷取决于其形状和大小对研究问题的影响是否可忽略,而非电荷体积大小,故C错误;
D.判断点电荷的条件是带电体的形状和大小对所研究问题的影响是否可以忽略,而非尺寸本身,故D正确。
故选ABD。
12.如图所示,一个带电球体M放在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1、P2和P3处.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,丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比,可知( )
A.小球N距球体M越远,它们间的静电力越小
B.在距球体M越远的位置,球体M产生的电场越弱
C.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比
D.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比
【答案】AB
【详解】AB.设丝线与竖直方向夹角为,由平衡条件可得静电力大小为
线的拉力为
所以距离球体M越远的位置,越小,它们间的静电力F越小,根据F=qE
可知在距球体M越远的位置,球体M产生的电场越弱,故AB正确;
CD.根据库仑力公式
小球N与球体M间的距离在变化,库仑力在变化,同时因为两球的带电量不变,所以实验不能反映小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积的关系,故CD错误。
故选AB。
13.如图所示,不可伸长的轻绳跨过光滑、轻质定滑轮O一端与带电荷量为+q的小球A 相连,另一端连接空水桶,带电荷量为+2q的小球B位于定滑轮O正下方,放置在绝缘、粗糙的水平面上,初始时水桶和小球A、B均处于静止状态。若向水桶内注入少量的水,水桶和小球A、B再次平衡,小球B 仍然处于原位置,取无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.小球 A、B连线上各点的电势均大于零
B.小球A、B之间的距离变小
C.水平面对小球 B 的摩擦力变大
D.水平面对小球 B 的支持力变大
【答案】AC
【详解】A.沿电场线电势逐渐降低,根据两正电荷的电场线分布可知,正电荷的电场线由正电荷指向无穷远,所以小球A、 B连线上各点的电势均大于零,A正确;
B.对小球 A 进行受力分析,如图所示,由相似关系得
重力不变,OB长度不变,可知比值为定值,所以AB长度不变,水桶加入少量水之后,绳子拉力变大,所以OA变长,B错误;
CD.根据以上分析可知,AB球之间的库仑力大小不变,当再次平衡时,∠ABO变大,设∠ABO = θ,对B球进行受力分析,如图所示,根据平衡关系可知
所以水平面对小球B的摩擦力变大,支持力变小,C正确,D错误。
故选AC。
14.如图所示,两个带电小球A、B分别用细丝线悬挂在同一点O,静止后A球与B球等高,细丝线与竖直方向的夹角分别为α、β且α>β,关于两小球的质量m1、m2和电荷量q1、q2的关系,下列情况可能的是( )
A.m1>m2,q1<q2 B.m1=m2,q1<q2
C.m1<m2,q1>q2 D.m1<m2,q1<q2
【答案】CD
【详解】
对A、B球受力分析,根据共点力平衡和几何关系得:m1gtanα=F1,m2gtanβ=F2
由于F1和F2为一对作用力与反作用力,F1=F2,α>β
所以m1<m2
根据题意无法知道带电量q1、q2的关系。故CD是可能的。
故选CD。
15.两个倾角均为、底端相连的绝缘轨道、被固定在竖直平面内,粗糙、光滑。带电量均为、质量均为的小物块、(均可视为质点)静止在图示位置时,两物块的连线垂直于。静电力常量为,重力加速度为,则( )
A.两物块间的电场力大小为
B.两物块间的距离为
C.受到的摩擦力大小为
D.对轨道的压力大小为
【答案】AC
【详解】A.设间的电场力为受力如图所示,依据平衡条件有
得,A正确;
B.设两物块相距,依据库仑定律有
得,B错误;
CD.对受力分析,依据平衡条件知其对轨道的压力
所受摩擦力C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题
16.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电量不变的小球先后挂在横杆上的等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1).图甲中实验采用的方法是______。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.微小量放大法 D.控制变量法
(2).图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而______。
A.增大 B.减小 C.不变
(3).如图乙,当小球B静止时,两球球心恰好在同一水平面上,细线与竖直方向的夹角为,若小球B的质量为,重力加速度为,则库仑力与夹角之间的关系式______。
A. B. C. D.
【答案】(1).D (2).A (3).A
【详解】(1).图甲中实验采用的方法是控制变量法,故选D;
(2).图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而增大,故选A;
(3).对B球受力分析,由平衡可知,故选A。
17.某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为+Q1的小球用绝缘丝线系在铁架台上,将带电荷量为+Q2的带电体O置于水平桌面上,先后移动到P1、P2、P3等位置,调节丝线的长度使带电小球和带电体O始终位于同一水平线上。
(1)若带电小球的质量为m,重力加速度为g,带电体O在P1位置时,丝线偏离竖直方向的夹角为,则带电小球受到的静电力大小为F=___________(用m、g 及的三角函数表示)。
(2)本实验方案采用的物理方法是___________(选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”)。
(3)通过上述操作可以得出的结论有 ___________。
A.保持+Q1、+Q2不变,带电体O在P1位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力F较大
B.保持+Q1、+Q2不变,带电体O在P2位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力F较大
C.保持带电体O的位置不变,带电体O的带电荷量+Q2越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力F越大
D.保持带电体O的位置不变,带电小球的带电荷量+Q1越大,丝线偏离竖直方向的夹角越小,静电力 F越小
【答案】(1)
(2)控制变量法
(3)BC
【详解】(1)对小球受力分析由三力平衡得带电小球受到的静电力大小为
(2)本实验要探究,的电荷量多少及它们间的距离跟它们间静电力大小关系,故用控制变量法
(3)AB.保持+Q1、+Q2不变,带电体O由P1位置移到P2位置时,它们间的距离变小,丝线偏离竖直方向的夹角较大,又根据,则静电力F变大,故A错误,B正确;
C.保持带电体O的位置不变,带电体O的带电荷量+Q2越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力F越大,故C正确;
D.保持带电体O的位置不变,带电小球的带电荷量+Q1越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力 F越大,故D错误。
故选BC。
四、解答题
18.如图所示,电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A间的距离为l,O点与小球B间的距离为。当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷。静电力常量为k,则
(1)细线拉力的大小为多少?
(2)A小球的质量为多少?(重力加速度为g)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)带电小球A受力如图所示
由几何知识得
即C点为OB中点,根据对称性可知,力的平行四边形为菱形,则有
由库仑定律知A、B间静电力大小为
则细线拉力大小为
(2)根据几何关系可得
联立解得A小球的质量为
19.有一竖直面内半径为的光滑绝缘圆弧轨道,两个质量相同的小球A、B(小球半径远小于)在轨道上保持静止,A、B小球带有电荷量均为的同种电荷,稳定时如图,其中,小球A、B和圆心的连线与竖直方向都成,静电力常量为,重力加速度为,求:
(1)A、B小球间的库仑力大小;
(2)小球A的质量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据库仑定律,A、B小球间的库仑力大小
(2)对A分析可知
解得
20.如图所示,把质量为m的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量+q的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r时,A球静止,绳与竖直方向的夹角为α。已知静电力常量为k,重力加速度为g,求:
(1)A球受到的库仑力F的大小;
(2)绳子上的拉力大小;
(3)A球所带电荷量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)对A球受力分析可得,
解得A球受到的库仑力的大小
(2)绳子上的拉力大小
(3)根据库仑定律
解得
答案第10页,共12页
2
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库仑定律基础练习卷
一、单选题
1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
B.根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,静电力将趋向于无穷大
C.所带电荷量分别为和的点电荷相互作用时,受到的静电力是受到的静电力的5倍
D.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积较小的带电体
2.在点固定的点电荷产生的静电场中,一电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示,、是轨迹上两点。已知,电子在点所受静电力大小为,则电子在点处所受静电力大小为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,、是圆的两个互相垂直的直径,在A点固定一个点电荷,在C点固定另一个点电荷,这时两点电荷间的库仑力大小为F,若将C点的点电荷移到B点,则两点电荷间的库仑力大小为( )
A. B. C.2F D.
4.如图所示,真空中某光滑绝缘水平面上固定两个可视为质点的带电小球甲、乙,甲、乙均位于x轴上。已知甲的电荷量为+9q,乙的电荷量为,甲位于坐标原点O处,乙位于x=d处。现将另一可视为质点的带电小球丙置于x轴上,要使丙处于静止状态,则丙的位置为( )
A. B. C. D.
5.电荷量分别为q1、q2、q3的三个点电荷分别固定在同一直线上的A、B、C三个位置,如图所示,其中BC=2AB,4q1=q3。设q1对q2的库仑力大小为F,则q3对q2的库仑力大小为( )
A.16F B.8F C.2F D.F
6.库仑扭秤实验用扭秤把极小的力放大到可测,第一次实现精确测量,使电磁学从定性走向定量,它是静电学的基石,也是人类第一个定量的电磁学定律。根据所学知识请判断库仑在实验过程中,对金属小球的电荷量的测定是采用下面哪种方法( )
A.用测电量的仪器精密测量
B.用两个相同的金属小球带同种电荷,接触后总电量平分的方法确定电荷量
C.用两个相同的金属小球带异种电荷,接触后总电量平分的方法确定电荷量
D.用两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,接触后电荷量平分的方法确定电荷量
7.真空中两个相同的带等量同种电荷的金属小球M和N(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力为F。用一个不带电的同样的金属小球P与M接触后,移开P后,M的电荷量变为原来的一半,此时M、N之间的静电力变为( )
A.F B. C. D.
8.如图是库仑扭秤实验装置,下列说法正确的是( )
A.由库仑定律公式可知,当r趋近于0时,F将趋向于无穷大
B.库仑扭秤能研究微小的库仑力,它最主要的物理思想是放大法
C.库仑扭秤能研究微小的库仑力,它最主要的物理思想是理想模型法
D.电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的库仑力是A的3倍
9.如图所示,两个完全相同的绝缘金属小球A、B放置在桌面上,所带电荷量分别为+9q、-q,刚开始时两球心相距为,库仑力大小为,现将两球接触后球心相距为放置,则库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
10.如图,用两根绝缘细线把质量分别为、的A、B带电小球(视为质点)悬挂在同一点,两小球恰好静止于同一水平面上,细线与竖直方向的夹角分别为、且,A、B两球所受库仑力大小分别为、,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.关于点电荷的下列说法中正确的是( )
A.真正的点电荷是不存在的
B.点电荷是一种理想模型
C.足够小的电荷就是点电荷
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
12.如图所示,一个带电球体M放在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1、P2和P3处.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,丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比,可知( )
A.小球N距球体M越远,它们间的静电力越小
B.在距球体M越远的位置,球体M产生的电场越弱
C.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比
D.小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比
13.如图所示,不可伸长的轻绳跨过光滑、轻质定滑轮O一端与带电荷量为+q的小球A 相连,另一端连接空水桶,带电荷量为+2q的小球B位于定滑轮O正下方,放置在绝缘、粗糙的水平面上,初始时水桶和小球A、B均处于静止状态。若向水桶内注入少量的水,水桶和小球A、B再次平衡,小球B 仍然处于原位置,取无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.小球 A、B连线上各点的电势均大于零
B.小球A、B之间的距离变小
C.水平面对小球 B 的摩擦力变大
D.水平面对小球 B 的支持力变大
14.如图所示,两个带电小球A、B分别用细丝线悬挂在同一点O,静止后A球与B球等高,细丝线与竖直方向的夹角分别为α、β且α>β,关于两小球的质量m1、m2和电荷量q1、q2的关系,下列情况可能的是( )
A.m1>m2,q1<q2 B.m1=m2,q1<q2
C.m1<m2,q1>q2 D.m1<m2,q1<q2
15.两个倾角均为、底端相连的绝缘轨道、被固定在竖直平面内,粗糙、光滑。带电量均为、质量均为的小物块、(均可视为质点)静止在图示位置时,两物块的连线垂直于。静电力常量为,重力加速度为,则( )
A.两物块间的电场力大小为
B.两物块间的距离为
C.受到的摩擦力大小为
D.对轨道的压力大小为
三、实验题
16.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电量不变的小球先后挂在横杆上的等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1).图甲中实验采用的方法是______。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.微小量放大法 D.控制变量法
(2).图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而______。
A.增大 B.减小 C.不变
(3).如图乙,当小球B静止时,两球球心恰好在同一水平面上,细线与竖直方向的夹角为,若小球B的质量为,重力加速度为,则库仑力与夹角之间的关系式______。
A. B. C. D.
17.某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为+Q1的小球用绝缘丝线系在铁架台上,将带电荷量为+Q2的带电体O置于水平桌面上,先后移动到P1、P2、P3等位置,调节丝线的长度使带电小球和带电体O始终位于同一水平线上。
(1)若带电小球的质量为m,重力加速度为g,带电体O在P1位置时,丝线偏离竖直方向的夹角为,则带电小球受到的静电力大小为F=___________(用m、g 及的三角函数表示)。
(2)本实验方案采用的物理方法是___________(选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”)。
(3)通过上述操作可以得出的结论有 ___________。
A.保持+Q1、+Q2不变,带电体O在P1位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力F较大
B.保持+Q1、+Q2不变,带电体O在P2位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力F较大
C.保持带电体O的位置不变,带电体O的带电荷量+Q2越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力F越大
D.保持带电体O的位置不变,带电小球的带电荷量+Q1越大,丝线偏离竖直方向的夹角越小,静电力 F越小
四、解答题
18.如图所示,电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。其中O点与小球A间的距离为l,O点与小球B间的距离为。当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷。静电力常量为k,则
(1)细线拉力的大小为多少?
(2)A小球的质量为多少?(重力加速度为g)
19.有一竖直面内半径为的光滑绝缘圆弧轨道,两个质量相同的小球A、B(小球半径远小于)在轨道上保持静止,A、B小球带有电荷量均为的同种电荷,稳定时如图,其中,小球A、B和圆心的连线与竖直方向都成,静电力常量为,重力加速度为,求:
(1)A、B小球间的库仑力大小;
(2)小球A的质量。
20.如图所示,把质量为m的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量+q的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r时,A球静止,绳与竖直方向的夹角为α。已知静电力常量为k,重力加速度为g,求:
(1)A球受到的库仑力F的大小;
(2)绳子上的拉力大小;
(3)A球所带电荷量。
答案第10页,共12页
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