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1、2库仑定律知识点一点电荷1.物理学引入“点电荷”概念,从科学方法上来说属于()A.观察实验的方法B.控制变量的方法C.等效替代的方法D.建立物理模型的方法2.下列对于点电荷的理解正确的是()A.体积很大的带电体都不能看作点电荷B.只要是体积很小的带电体就能看作点电荷C.只要是均匀的球形带电体,不管球的大小如何,都能看作点电荷D.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体都能看作点电荷知识点二库仑定律及其应用3.(多选)如图L1-2-1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,B与A所受的重力平衡.当把
2、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,改变A和C之间的距离r,记录每次悬丝扭转的角度,便可找到A、C之间的力F与距离r的关系.这一实验中用到的物理方法有()A.微小量放大法B.极限法C.比值定义法D.控制变量法4.下列对库仑定律的理解正确的是()A.对于任何带电体之间的静电力,都可以使用公式F=k计算B.只要是点电荷之间的静电力,就可以使用公式F=k计算C.无论是在真空中还是在介质中,两个点电荷之间的静电力一定是大小相等、方向相反图L1-2-1D.用毛皮摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电5.两个所带电荷量分别为
3、-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)固定在相距为r的两处,它们之间的库仑力大小为F.使两小球相互接触而后分开并将其固定在距离为的两处,则现在两球间库仑力的大小为()A.FB.FC.FD.12F6.在“探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和二者所带的电荷量有关.他选用两个均带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒的C点,如图L1-2-2所示.图L1-2-2实验时,先保持两球所带的电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察后发现两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离和小球A不变,改变小球B所带的电荷量
4、,观察后发现小球B所带的电荷量越大,B球悬线的偏角越大.实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的而增大,随其所带电荷量的而增大.此同学在探究中应用的科学方法是(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”).知识点三带电体间的平衡7.2017万州二中期中三个点电荷在彼此的库仑力作用下都处于静止状态,则以下说法中不正确的是()A.它们一定在同一直线上B.它们全是同种电荷C.每个电荷受到的库仑力的合力等于零D.它们不全是同种电荷8.如图L1-2-3所示,两根细线挂着质量相同的两个小球A、B,A、B均静止且不带电,上、下两根细线所受的拉力大小分别为FA、FB.现使两球带上异种电荷,此时
5、上、下两根细线所受的拉力大小分别为FA、FB,则()图L1-2-3A.FA=FA,FBFBB.FA=FA,FBFBC.FAFBD.FAFA,FBFB9.2017湖州期中如图L1-2-4所示,质量为m、带电荷量为q的小球A用绝缘细线悬挂于O点,细线长为l.当将电荷量为-q的点电荷B置于空间某位置时,小球A静止,悬线与竖直方向的夹角=30,A、B连线与竖直方向的夹角恰好也为30,则A、B之间的距离为()图L1-2-4A.lB.qC.qD.q10.如图L1-2-5所示,三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A、B都带正电荷,A所受B、C两个点电荷的静电力的合力如图中FA所示,那么可
6、以判定点电荷C所带电荷的电性()A.一定是正电B.一定是负电C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断图L1-2-5知识点四库仑定律在动力学中的应用11.2017开滦二中期中图L1-2-6是粒子(氦原子核)被带正电的重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止.图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是()图L1-2-6A.M点B.N点C.P点D.Q点12.(多选)两个半径相同的金属小球所带电荷量之比为17,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的()A.B.C.D.13.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小
7、球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图L1-2-7所示.已知小球A、B、C带等量的正电荷Q,小球D带负电荷q,若四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为()A.B.C.3D.图L1-2-714.如图L1-2-8所示,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有总电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷被放置在球心O处,由于对称性,点电荷受到的合力为零.现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷受到的静电力为多大?方向如何?(已知静电力常量为k)图L1-2-815.如图L1-2-9所示,电荷量Q=210-7C的正点电荷A固定在空间中的O点,将质量
8、m=210-4kg、电荷量q=110-7C的另一正点电荷B从O点正上方高l=0.5m的某处由静止释放,B在运动过程中速度最大的位置在P点.若静电力常量k=9109Nm2/C2,重力加速度g取10m/s2.求:(1)B在距O点l=0.5m处时的加速度大小;(2)P、O间的距离L.图L1-2-91.D解析点电荷是为了研究物理问题方便而引入的物理模型,是由实际物体抽象所得,D正确.2.D解析带电体能否看作点电荷由研究问题的性质决定,与自身大小、形状无具体关系,当带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,D正确.3.AD解析把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度,并
9、通过扭转角度的大小找出力和距离的关系,是放大法,选项A正确;保持带电荷量不变,改变A和C的距离r,从而得到F和r的关系,是控制变量法,选项D正确.4.C解析库仑定律F=k只适用于真空中的点电荷,而不是任意的带电体,选项A、B错误;两个点电荷之间的静电力为作用力与反作用力,选项C正确;带电体具有吸引轻小物体的性质,纸屑可能带正电,也可能不带电,选项D错误.5.C解析两小球接触前,库仑力F=k,接触后二者所带的电荷量都变为Q,所以接触后两小球之间的库仑力F=k=F,选项C正确.6.减小增大控制变量法解析由B球的受力及平衡条件可知,A、B间的相互作用力F越大时,悬线偏角越大,故距离越小时B球悬线偏角
10、越大表明相互作用力在距离越小时数值越大,改变电荷量时道理相同;因本实验中探究的是相互作用力与距离及电荷量之间的关系,且是先保持电荷量不变以探究作用力与距离的关系,又保持距离不变以探究作用力与电荷量的关系,这正是控制变量法的典型特征.7.B解析三个点电荷都处于静止状态,所有库仑力应在同一直线上,对错误两侧的某一电荷,受到的两库仑力等大反向,另两电荷一定为异种电荷,选项B错误.8.A解析以A、B整体作为研究对象分析可知,A、B无论是带电还是不带电,上面线的拉力都等于A、B的重力之和,所以FA=FA;当A、B不带电时,FB=mg,当A、B带异种电荷时,它们相互吸引,则FBFB,选项A正确.9.B解析
11、对小球A,由平衡条件得2Fcos=mg,而F=,联立可得距离r=q,选项B正确.10.B解析因A、B都带正电,所以静电力表现为斥力,即B对A的作用力沿BA的延长线方向,而不论C带正电还是带负电,A和C的作用力方向都必须在AC连线上,由平行四边形定则知,合力一定沿两个分力所组成的平行四边形的对角线,所以A和C之间为引力,故C带负电,选项B正确.11.C解析由库仑定律,粒子(氦原子核)受到重金属原子核的库仑力背离重金属原子核,由牛顿第二定律,加速度与库仑力方向相同,选项C正确.12.CD解析设两小球的电荷量分别为q与7q,由库仑定律可知,原来相距r时的相互作用力F=k=,由于两球的电性未知,接触后
12、相互作用力的计算可分为两种情况:(1)两球电性相同.相互接触时两球电荷量平分,两球带电荷量均为=4q,放回原处后的相互作用力F1=k=,故=,D正确.(2)两球电性不同.相互接触时电荷先中和再平分,两球带电荷量均为=3q,放回原处后的相互作用力F2=k=,故=,C正确.13.D解析设三角形边长为L,由几何知识知,AD长度为L.以小球A为研究对象,由库仑定律知,B、C对A球的库仑力大小均为F=k,两力的合力F合=2Fcos30=k,A、D间的库仑力F=k=3k,根据平衡条件得F合=F,即k=3k,所以Q=q,即Q与q的比值为,D正确.14.k由球心指向小圆孔中心解析球心处的点电荷受到的静电力为在球壳上与小圆孔相对的小圆面B对它的作用力.小圆面B所的电荷量q=Q=Q,根据库仑定律,它对球心处的点电荷的作用力F=k=k=,其方向由球心指向小圆孔中心.15.(1)6.4m/s2(2)0.3m解析(1)根据牛顿第二定律有mg-k=ma,解得a=6.4m/s2.(2)当B受到的合力为零时,速度最大,则mg=k,解得L=0.3m.