9.2 库仑定律 拔高练习卷 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-07-24
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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 | 库仑定律 |
| 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 | 3.91 MB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-24 |
| 作者 | 初高中物理资料大全 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58951972.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦库仑定律,通过基础理解、综合应用、拓展探究三层设计,实现从公式应用到复杂系统受力分析的进阶,强化物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础理解|库仑定律公式、电荷相互作用|单选题1-2题直接考查公式应用,强化物理观念|
|综合应用|平衡条件、多电荷作用|单选题3-10题结合受力分析,多选题深化概念辨析,培养科学推理|
|拓展探究|运动与能量综合|解答题16-20题涉及动态平衡、系统分析,提升模型建构与科学探究能力|
内容正文:
库仑定律拔高练习卷
一、单选题
1.如图所示,带正电的物体A与三个小球在同一水平线上,小球的质量均为m,带电量相同,不考虑带电小球之间相互作用力的影响。下列说法正确的是( )
A.小球带负电
B.增大物体A所带的电荷量,物体与小球之间的库仑力减小
C.物体A与小球之间的距离越大,它们之间的库仑力越大
D.当其中一个小球悬挂的细线偏离竖直方向的角度为θ且保持静止时,小球所受静电力的大小为mgtanθ
2.两个完全相同金属小球相距为r(远大于小球半径),所带电荷量分别为+5Q和-Q,两球间的库仑力大小为F。将两小球接触后再放回原处,它们之间的库仑力大小为( )
A. B. C.5F D.F
3.如图所示,在竖直面内有三个带电小球a、b、c,其中球a和球b固定,二者连线为一条竖直线,它们的电荷量大小分别为和,球c带负电,在图示位置处于静止状态,已知、和的连线的长度分别为、和,,则( )
A.球a带负电 B.球b带正电 C. D.
4.光滑绝缘水平面上有两个可视为点电荷的相同金属小球A、B,带电量分别为和,固定在相距为的两处,同时释放两小球的瞬间,A的加速度大小为;若用一个相同的不带电金属球C先后与A、B接触后移走,将A、B距离减小为,同时释放两球的瞬间,A的加速度大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A.a、b两球质量比为2:1
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D.若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
6.真空中有三个相同的金属球a、b、c,分别位于边长为r的正三角形的三个顶点上(r远大于小球直径),其中a球带电荷量为+5q,b球带电荷量为-q,c球不带电。现将a球先后与b、c接触再放回原处,已知静电力常量为k,则b球受到的静电力大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为和,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是( )
A.,在A上方距A为处 B.,在A左侧距A为L处
C.,在右侧距为处 D.,在A左侧距A为处
8.如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a、带正电的小球b分别与跨过定滑轮的绝缘轻绳两端相连。开始时系统在图示位置静止,已知。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达定滑轮O正下方前,下列说法正确的是( )
A.a球的质量可能等于b球的质量
B.b球的轨迹是一段以点为圆心的圆弧
C.此过程中点电荷对b球的库仑力增大
D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力减小
9.如图所示,真空中两个带电金属球半径均为,两球心间距离为,所带电荷量大小相等,均为。关于它们之间电荷的相互作用力大小,下列说法正确的是( )
A.若带同种电荷, B.若带异种电荷,
C.若带同种电荷, D.无论带何种电荷,
10.如图所示,A、B两带电小球用绕过光滑定滑轮长为L的绝缘轻线连接,B球紧靠竖直光滑绝缘挡板。系统静止时,A、B球处于同一高度,悬挂A球的轻线与水平方向夹角为37°,悬挂B球的轻线竖直。已知A、B球带等量正电荷,B球质量为m,静电力常量为k,重力加速度为g,两小球均可视为质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.A球的质量为m
B.A球所受拉力大小为0.8mg
C.A球所受库仑力大小为0.6mg
D.A球所带的电荷量为
二、多选题
11.下列关于点电荷的说法中正确的是( )
A.无论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看作点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作点电荷
C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷
D.形状不规则的带电体也可以看作点电荷
12.如图所示,位于同一直线上的两个点电荷和将该直线划分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,另有一负点电荷,设对、的电场的影响可忽略不计,则( )
A.在Ⅰ区中,受力可能向左,也可能向右
B.在Ⅱ区中,受力可能向左,也可能向右
C.在Ⅲ区中,受力可能向左,也可能向右
D.在Ⅱ区中,受力一定不为零
13.如图所示,在深圳中学高中园的物理实验室中,重力为G、带电为()的小球A被绝缘细线系在天花板上,带正电的小球B通过绝缘体固定在地面上,当小球A处于静止状态时,小球A与小球B之间的连线水平且距离为d,细线与竖直方向夹角为θ,静电力常量为k,两小球均可视为点电荷,下列说法正确的是( )
A.小球A受到的拉力大小为
B.小球A受到的拉力大小为G
C.小球A受到的库仑力大小为
D.小球B的电荷量为
14.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,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为,当小球A静止时,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( )
A.小球A、B间库仑力大小
B.小球A、B间库仑力大小
C.细线拉力大小
D.细线拉力大小
15.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球(可视为质点),用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度且间距为L,细线与竖直方向的夹角分别为α=30°、θ=60°。若小球a质量为m、所带电荷量为q,重力加速度为g,静电力常量为k。则小球b( )
A.质量为 B.质量为
C.所带电荷量为 D.所带电荷量为
三、解答题
16.如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾斜角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:
(1)A球刚释放时的加速度大小;
(2)当A球的速度最大时,A球与B点的距离。
17.两个带电小球A、B所带电荷量分别为、,都与绝缘丝线拴接,丝线另一端固定在点,平衡后如图所示。已知两条丝线长度均为,静电力常量为,两小球均可视为点电荷,求:
(1)两小球间库仑力的大小;
(2)小球B、A的质量之比。
18.如图所示,两带电小球A、B质量均为,可看作质点。小球A电荷量为-q,用一端固定在天花板上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时,两球间距为,轻绳与水平方向的夹角为,两球连线与轻绳的夹角为,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度为,静电力常量为。求:
(1)A球静止时,轻绳上拉力的大小;
(2)小球B电荷量。
19.如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆和,与竖直线的夹角分别为和,两杆上均套有能自由滑动的带电小球,带电荷量均为,且静止于同一高度处,甲球与点的距离为,已知静电力常量为,重力加速度为,两小球可视为质点,求:
(1)两小球间的库仑力的大小;
(2)点的电场强度的大小;
(3)甲、乙两小球各自的质量。
20.带正电的小球1用绝缘细线悬挂在水平墙壁上,带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时,细线水平,细线与竖直方向的夹角为,小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为,小球1、2间的距离,小球1、2所带的电荷量大小分别为、,静电力常量,取重力加速度大小,,,求:
(1)小球2的质量;
(2)细线、的弹力、各是多大。
答案第10页,共12页
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库仑定律拔高练习卷
一、单选题
1.如图所示,带正电的物体A与三个小球在同一水平线上,小球的质量均为m,带电量相同,不考虑带电小球之间相互作用力的影响。下列说法正确的是( )
A.小球带负电
B.增大物体A所带的电荷量,物体与小球之间的库仑力减小
C.物体A与小球之间的距离越大,它们之间的库仑力越大
D.当其中一个小球悬挂的细线偏离竖直方向的角度为θ且保持静止时,小球所受静电力的大小为mgtanθ
【答案】D
【详解】A.物体A带正电,小球与物体A互相排斥,小球带正电,故A错误;
C.物体A与小球之间的距离越大,由库仑定律可知它们之间的库仑力越小,故C错误;
BD.当其中一个小球悬挂的细线偏离竖直方向的角度为θ且保持静止时,如图所示
由三力平衡可知,小球所受静电力的大小为mgtanθ
增大物体A所带的电荷量,每个小球偏离竖直方向的夹角变大,变大,由三力平衡可知,物体A与小球之间的库仑力大小变大,故B错误,D正确。
故选D。
2.两个完全相同金属小球相距为r(远大于小球半径),所带电荷量分别为+5Q和-Q,两球间的库仑力大小为F。将两小球接触后再放回原处,它们之间的库仑力大小为( )
A. B. C.5F D.F
【答案】A
【详解】初始状态下,根据库仑定律,两球间的库仑力大小为
两个完全相同的金属小球接触时,电荷先中和再均分,总电荷量为
因此接触后每个小球的带电量为
将两球放回原距离处,新的库仑力大小为
联立可得
故选A。
3.如图所示,在竖直面内有三个带电小球a、b、c,其中球a和球b固定,二者连线为一条竖直线,它们的电荷量大小分别为和,球c带负电,在图示位置处于静止状态,已知、和的连线的长度分别为、和,,则( )
A.球a带负电 B.球b带正电 C. D.
【答案】C
【详解】AB.根据题意,由于小球带负电,且处于静止状态,可知,小球排斥小球带负电,小球吸引小球带正电,故AB错误;
CD.由库仑定律有、
对小球受力分析,如图所示
由相似三角形可得
联立解得,故C正确,D错误。
故选C。
4.光滑绝缘水平面上有两个可视为点电荷的相同金属小球A、B,带电量分别为和,固定在相距为的两处,同时释放两小球的瞬间,A的加速度大小为;若用一个相同的不带电金属球C先后与A、B接触后移走,将A、B距离减小为,同时释放两球的瞬间,A的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据库仑定律,初始时两球间库仑力大小为
由牛顿第二定律
得
不带电C与A接触,C带电量为;
带的C与带的B接触,总电荷先中和再平分
距离减小为时,库仑力大小为
由牛顿第二定律,此时A的加速度大小
故选C。
5.如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A.a、b两球质量比为2:1
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D.若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
【答案】C
【详解】A.设a球质量为m,所带电荷量为q,b小球质量为M,所带电荷量为Q,如图所示
a、b球分别受到绳子拉力、自身重力、库仑力而保持平衡,对a球,由平衡条件得对b球,由平衡条件得
又
联立以上解得a、b两球质量比为3:1,故A错误;
B.两小球之间的静电力是相互作用力,大小相等,方向相反,根据库仑定律可得,仅能确定两小球带电量的乘积,但电荷量大小关系不确定,故B错误;
CD.剪断细线后,两球水平方向受相等的库仑力,竖直方向受重力作用,竖直方向做自由落体运动,高度相等,则时间相等,两球水平方向相互排斥,距离变大,库仑力变小,所以合外力不恒定,加速度发生变化,不是匀变速运动,故C正确,D错误。
故选C。
6.真空中有三个相同的金属球a、b、c,分别位于边长为r的正三角形的三个顶点上(r远大于小球直径),其中a球带电荷量为+5q,b球带电荷量为-q,c球不带电。现将a球先后与b、c接触再放回原处,已知静电力常量为k,则b球受到的静电力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当金属球先与金属球接触时,根据电荷守恒定律有
解得
随后金属球与金属球接触,同理有
解得
由此可知最终球的带电量为$2q$,球和球的带电量均为,根据库仑定律分别有,
解得
由题意可知三个金属球构成正三角形,则与两力的夹角为,由力的合成法则可得球受到的静电力大小为
解得
故选C。
7.如图所示,光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为和,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是( )
A.,在A上方距A为处 B.,在A左侧距A为L处
C.,在右侧距为处 D.,在A左侧距A为处
【答案】C
【详解】点电荷、带异种电荷,二者相互吸引。要使点电荷受到点电荷向左的作用力,同时使点电荷受到点电荷向右的作用力,点电荷应放在的右侧且带负电。
设,点电荷的电荷量为,其中。点电荷平衡,根据库仑定律有
点电荷平衡,根据库仑定律有
联立解得,
因此点电荷的电荷量及位置分别为,
此时点电荷受到点电荷的排斥力与点电荷的吸引力大小相等、方向相反,故三个点电荷均处于平衡状态。
故选C。
8.如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a、带正电的小球b分别与跨过定滑轮的绝缘轻绳两端相连。开始时系统在图示位置静止,已知。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达定滑轮O正下方前,下列说法正确的是( )
A.a球的质量可能等于b球的质量
B.b球的轨迹是一段以点为圆心的圆弧
C.此过程中点电荷对b球的库仑力增大
D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力减小
【答案】B
【详解】A.对球进行受力分析,受到轻绳的拉力、重力和库仑力,如图所示。
由相似三角形可知
其中
整理得,由于,因此,故A错误;
BC.由两小球重力不变及不变,可知不变,球电荷量减少,则减小,库仑力减小,故球的轨迹是一段以点为圆心的圆弧,故B正确,C错误;
D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为,大小不变,由减小可知两绳的夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D错误。
故选B。
9.如图所示,真空中两个带电金属球半径均为,两球心间距离为,所带电荷量大小相等,均为。关于它们之间电荷的相互作用力大小,下列说法正确的是( )
A.若带同种电荷, B.若带异种电荷,
C.若带同种电荷, D.无论带何种电荷,
【答案】C
【详解】AC.由于两球心距离并不远大于球的半径,两带电金属球不能视为点电荷,电荷在球上的分布会因相互作用而改变。
若带同种电荷,电荷相互排斥,会分布在小球的外侧,等效电荷中心间的距离大于,根据库仑定律,实际作用力,故A错误,C正确;
B.若带异种电荷,电荷相互吸引,会分布在小球的内侧,等效电荷中心间的距离小于,,实际作用力,故B错误;
D.综上,只有带同种电荷时,故D错误。
故选C。
10.如图所示,A、B两带电小球用绕过光滑定滑轮长为L的绝缘轻线连接,B球紧靠竖直光滑绝缘挡板。系统静止时,A、B球处于同一高度,悬挂A球的轻线与水平方向夹角为37°,悬挂B球的轻线竖直。已知A、B球带等量正电荷,B球质量为m,静电力常量为k,重力加速度为g,两小球均可视为质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.A球的质量为m
B.A球所受拉力大小为0.8mg
C.A球所受库仑力大小为0.6mg
D.A球所带的电荷量为
【答案】D
【详解】AB.设滑轮到 A 球的绳长为 ,则滑轮到 B 球的竖直绳长为 ,由绳长关系得
解得
对 B 球竖直方向平衡可得绳中拉力 ;对 A 球竖直方向平衡有
解得,故A错误,B错误。
CD.对 A 球水平方向平衡有库仑力
A、B 两球间距离为
设每球电荷量为 ,由库仑定律得
解得,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题
11.下列关于点电荷的说法中正确的是( )
A.无论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看作点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作点电荷
C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷
D.形状不规则的带电体也可以看作点电荷
【答案】AD
【详解】ACD.无论两带电体自身大小、形状怎样,当两带电体之间的距离远大于它们的大小时,带电体本身的大小、形状对于所研究的问题影响很小,可把带电体看作点电荷,故AD正确,C错误;
B.尽管带电体很小,但两带电体相距很近,以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略,两带电体则不能被看作点电荷,故B错误。
故选AD。
12.如图所示,位于同一直线上的两个点电荷和将该直线划分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,另有一负点电荷,设对、的电场的影响可忽略不计,则( )
A.在Ⅰ区中,受力可能向左,也可能向右
B.在Ⅱ区中,受力可能向左,也可能向右
C.在Ⅲ区中,受力可能向左,也可能向右
D.在Ⅱ区中,受力一定不为零
【答案】ACD
【详解】根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引可知:在Ⅰ区域对的力向右,对的力向左;在Ⅱ区域对的力向左,对的力也向左;在Ⅲ区域对的力向左,对的力向右。
根据库仑定律可知点电荷对放入其中的电荷的力为,由于不知道、的大小关系,则两电荷对的库仑力的大小关系不能确定,则在Ⅰ区和Ⅲ区中,受力可能向左,也可能向右,也可能合力为0;在Ⅱ区中,受力一定向左,且一定不为0。
故选ACD。
13.如图所示,在深圳中学高中园的物理实验室中,重力为G、带电为()的小球A被绝缘细线系在天花板上,带正电的小球B通过绝缘体固定在地面上,当小球A处于静止状态时,小球A与小球B之间的连线水平且距离为d,细线与竖直方向夹角为θ,静电力常量为k,两小球均可视为点电荷,下列说法正确的是( )
A.小球A受到的拉力大小为
B.小球A受到的拉力大小为G
C.小球A受到的库仑力大小为
D.小球B的电荷量为
【答案】AD
【详解】AB.以A为对象,竖直方向根据平衡条件可得
解得小球A受到的拉力大小为,故A正确,B错误;
CD.以A为对象,水平方向根据平衡条件可得
解得小球A受到的库仑力大小为
根据库仑定律可得
解得小球B的电荷量为,故C错误,D正确。
故选AD。
14.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,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为,当小球A静止时,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( )
A.小球A、B间库仑力大小
B.小球A、B间库仑力大小
C.细线拉力大小
D.细线拉力大小
【答案】AC
【详解】AB.由题意可知,,悬线与竖直方向夹角为,在中,根据余弦定理有
代入数据解得
则为等腰三角形,根据几何关系可知小球、连线与竖直方向的夹角为,对小球受力分析,水平方向根据平衡条件有
解得
竖直方向根据平衡条件有
联立解得
故A正确,B错误;
CD.根据库仑定律可知小球、间库仑力大小为
解得
由对A选项的分析可知,则细线拉力大小为
故C正确,D错误。
故选AC。
15.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球(可视为质点),用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度且间距为L,细线与竖直方向的夹角分别为α=30°、θ=60°。若小球a质量为m、所带电荷量为q,重力加速度为g,静电力常量为k。则小球b( )
A.质量为 B.质量为
C.所带电荷量为 D.所带电荷量为
【答案】BD
【详解】AB.对小球a受力分析可知
对小球b受力分析可知
因ab之间的库仑力为相互作用力,则,可得,A错误,B正确;
CD.根据
解得,C错误,D正确。
故选BD。
三、解答题
16.如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾斜角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:
(1)A球刚释放时的加速度大小;
(2)当A球的速度最大时,A球与B点的距离。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)A球刚释放时,由牛顿第二定律可得
根据库仑定律则有
由几何关系可得
联立解得
(2)当A球受到的合力为零,即加速度为零时,速度最大。设此时A球与B点间的距离为d,则有
解得
17.两个带电小球A、B所带电荷量分别为、,都与绝缘丝线拴接,丝线另一端固定在点,平衡后如图所示。已知两条丝线长度均为,静电力常量为,两小球均可视为点电荷,求:
(1)两小球间库仑力的大小;
(2)小球B、A的质量之比。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据几何关系可知,两球之间的距离为
由库仑定律得
解得
(2)画出两球的受力图如图所示
以小球A为研究对象,有
以小球B为研究对象,有
联立可得
18.如图所示,两带电小球A、B质量均为,可看作质点。小球A电荷量为-q,用一端固定在天花板上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时,两球间距为,轻绳与水平方向的夹角为,两球连线与轻绳的夹角为,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度为,静电力常量为。求:
(1)A球静止时,轻绳上拉力的大小;
(2)小球B电荷量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据题意A球静止时,对A球受力分析,如图所示
由平行四边形定则及几何关系,轻绳上拉力为
解得
(2)A球与B球间的库仑力
解得
19.如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆和,与竖直线的夹角分别为和,两杆上均套有能自由滑动的带电小球,带电荷量均为,且静止于同一高度处,甲球与点的距离为,已知静电力常量为,重力加速度为,两小球可视为质点,求:
(1)两小球间的库仑力的大小;
(2)点的电场强度的大小;
(3)甲、乙两小球各自的质量。
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)由几何关系可知,平衡时两球相距
由库仑定律可得
(2)两带电小球在点的电场强度如图甲所示
两电场强度大小分别为
可得点的电场强度的大小
(3)以两小球为研究对象,受力分析如图乙所示,
由平衡条件可得 ,
解得,
20.带正电的小球1用绝缘细线悬挂在水平墙壁上,带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时,细线水平,细线与竖直方向的夹角为,小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为,小球1、2间的距离,小球1、2所带的电荷量大小分别为、,静电力常量,取重力加速度大小,,,求:
(1)小球2的质量;
(2)细线、的弹力、各是多大。
【答案】(1)2.7kg
(2)60N,36N
【详解】(1)根据库仑定律代入已知条件
对小球2受力分析,根据竖直方向受力平衡
代入数据得
(2)对小球1受力分析,根据水平方向受力平衡
得
对小球2水平方向受力平衡
得
答案第10页,共12页
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