1、第2节 库仑定律(建议用时:25分钟)考点1点电荷1下列关于点电荷的说法,正确的是()A点电荷一定是电荷量很小的电荷B点电荷是一种理想化模型,实际不存在C只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D体积很大的带电体一定不能看成点电荷B当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以ACD错,B正确。考点2库仑定律的理解2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,B与A所受的重力平衡,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
2、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,这一实验中用到了下列哪些方法?微小量放大法极限法控制变量法逐差法()ABCDB把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度,并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系,是微小量放大法;保持电荷量不变,改变A和C的距离可得到F和r的关系,保持A和C的距离不变,改变电荷量q可得到F和q的关系,这是控制变量法。故选项B正确。3真空中有甲、乙两个点电荷相距为r,它们间的静电引力为F,若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的,它们间的距离变为2r,则它们间的静电引力将变为()AFBF CFD FB真空中
3、两个电荷量分别为Q和q的甲、乙两点电荷,相距为r时的相互作用静电力大小为F,根据库仑定律,有Fk,若这两个点电荷间的距离及电量变化后,它们之间的静电力大小变为:Fk,即F,故选项B正确。4如图所示,点电荷Q固定,点电荷q沿直线从A运动到B。此过程中,两电荷间的库仑力是()A吸引力,先变小后变大B吸引力,先变大后变小C排斥力,先变小后变大D排斥力,先变大后变小D同种电荷相互排斥,当点电荷q沿直线从A运动到B的过程中,两电荷间的距离先减小后增加,根据Fk,电场力先增大后减小,故ABC错误,D正确。5如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,同时从静止释放,则两个小球的加速度
4、大小和速度大小随时间变化的情况是()A速度变大,加速度变大B速度变小,加速度变小C速度变大,加速度变小D速度变小,加速度变大C因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同,故电荷将一直做加速运动,又由于两电荷间距离增大,它们之间的静电力越来越小,故加速度越来越小。考点3库仑力的叠加及应用6一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接,在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N,在选项图中,小球M能处于静止状态的是()ABCDBM受到三个力的作用而处于平衡状态,则绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与M的重力大小相等,方向相反,故选项B正确。7如图所示,光滑绝缘的水平地面上有相距为L的
5、点电荷A、B,带电荷量分别为4Q和Q,今引入第三个点电荷C,使三个电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是()AQ,在A左侧距A为L处B2Q,在A左侧距A为处C4Q,在B右侧距B为L处D2Q,在A右侧距A为处C根据电荷受力平衡规律可知,C应放在B的右侧,且与A电性相同,带负电,由FABFCB,得kk,由FACFBC,得kk,解得rBCL,QC4Q。8如图所示,光滑绝缘水平面上固定金属小球A,用原长为L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球电荷量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x2,则有()Ax2x1 Bx2x1Cx2x1 Dx2x1C库仑力等于
6、弹力,两球电荷量各减半时,若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响,库仑力减为原来的,则x2x1,但实际是距离减小后库仑力又会增大,故正确答案是x2x1,C正确。9如图所示,等边三角形ABC的边长为L,在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB,QAQ,QBQ,求在顶点C处的电荷量为QC的点电荷所受的静电力。解析题目没有交代QC的电性,解答时需考虑两种情况:QC为正电荷或QC为负电荷。当QC为正电荷时,受力情况如图所示,QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变,仍然遵循库仑定律。QA对QC的作用力FAk,同种电荷相斥。QB对QC的作用力FBk,异种电荷相吸。因为QAQB,所以FA
7、FB,QC受力的大小FCFAFBk,方向为平行于AB连线向右。同理,当QC为负电荷时,FCFAFBk,方向平行于AB连线向左。答案见解析 (建议用时:15分钟)10两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度1、2,如图所示,此时两个小球处于同一水平面上,且1 2 ,则下列说法正确的是()Am1m2Bm1m2Cq1q2Dq1q2Bm1、m2受力如图所示,由平衡条件可知m1gFcot 1,m2gFcot 2,根据牛顿第三定律可得FF,则,因为12,所以m1m2,从式子中可以看出两角度的大小关系与两电荷的带电量无关,故
8、B正确。11(多选)如图所示,MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO沿水平方向,NO沿竖直方向,A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球,用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上,使两球均处于静止状态,现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A、B两小球可以重新平衡,则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是()AA、B两小球间的库仑力变大BA、B两小球间的库仑力变小CA球对MO杆的压力变大DA球对MO杆的压力不变BD对B球受力分析,受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力N2,如图:根据平衡条件有,x方向:F1sin N2,y方向:F1cos Mg。由上述得到F1。由于新位置两球
9、连线与竖直方向夹角变小,sin 变小,cos 变大,由上式知,静电力F1变小,故B正确,A错误;对A、B整体分析,水平杆对A球的支持力等于两个球的重力之和,则大小不变, A球对MO杆的压力不变,故C错误,D正确。12一个挂在细丝线下端的带电的小球B,静止在如图所示位置。若固定的带正电的小球A电量为Q,B球的质量为m,带电量为q,丝线与竖直方向的夹角为,A和B在同一水平线上,整个装置处于真空中,A、B球均可视为点电荷,求:(1)B球带何种电荷?(2)A、B两球之间的距离为多少?解析(1)两球相斥,所以B与A电性相同,B球带正电。(2)对B球受力分析如图所示,由平衡条件可知FABmgtan 而FA
10、Bk由得r。答案(1)正电(2) 13如图所示,在倾角为的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点),它们相距为L。两球同时由静止开始释放时,B球的加速度恰好等于零。经过一段时间后,当两球距离为L时,A、B的加速度大小之比为a1a2115。静电力常量为k。(1)若B球带正电荷且电荷量为q,求A球所带电荷量Q及电性。(2)在(1)条件下求L与L的比值。解析(1)由初始时刻B球的加速度等于零及B球带正电荷,可知A球带正电荷,对B球受力分析,沿斜面方向B球受到的合力为零,即Fmgsin 0根据库仑定律得Fk,解得Q。(2)两球距离为L时,A球加速度方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有F2mgsin 2ma1B球加速度方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有mgsin Fma2依题意a1a2115,解得Fmgsin 又Fk,解得。答案(1)带正电荷(2)