第一周 电荷 库仑定律（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第一周　电荷　库仑定律 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 一、选择题 1.在物理学的发展历程中,对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察,到后来对电荷本质的深入探索,科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是 (　 ) A.元电荷就是质子 B.电荷量是不能连续变化的 C.库仑首先区分了正电荷和负电荷 D.某带电体的电荷量可能为3.1×10-16C 2.请估算两个电子在真空中的库仑力是其万有引力的多少倍。已知电子的比荷=1.76×1011C/kg,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2 (　 ) A.4×1012　　　　　 B.4×1022 C.4×1032 D.4×1042 3.在塑料吸管的前端连接上带电的铝箔纸,经过铝箔纸吹出的气泡会悬浮在带电的静电棒上面,并随静电棒轻轻地上下起舞,如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A.气泡能随着静电棒上下起舞是空气浮力的作用 B.静电棒挤压空气使气泡随着静电棒上下起舞 C.静电棒带电而气泡不带电,所以吸引气泡随着静电棒上下起舞 D.静电棒和气泡带上同种电荷,由于相互排斥而能随着静电棒上下起舞 4.一次物理实验课上,小明和小红用不同材料进行了摩擦起电实验。他们先用丝绸摩擦玻璃棒,发现玻璃棒能吸引小纸屑;随后又用干燥的尼龙布摩擦不带电的塑料笔杆,发现两者靠近时互相吸引。课后两人对实验现象展开讨论,以下说法正确的是 (　 ) A.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷 B.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子 C.电荷量很小的电荷就是元电荷 D.物体所带的电荷量可以是任意的 5.如图所示,在光滑绝缘水平面上,固定有电荷量分别为+2Q和-Q的点电荷A、B,间距为L。在A、B延长线上距离B为L的位置,自由释放另一电荷量为+q的点电荷C,释放瞬间加速度为a1;将A、B接触后放回原处,再从相同位置自由释放C,释放瞬间加速度为a2。则 (　 ) A.a1、a2的方向均水平向右 B.a1、a2的方向均水平向左 C.a1与a2大小之比等于 D.a1与a2大小之比等于 6.如图所示,在一个半球形的绝缘光滑球壳内,有M、N两个半径较小的均匀带电的绝缘小球。N球固定,M球静止时如图所示,球壳球心为O,OC为过圆心的竖直线,交MN的连线于Q点。现M球的电荷量缓慢减小(仍分布均匀),下列说法正确的是 (　 ) A.两小球间的库仑力将增大 B.M球受到的弹力减小 C.OC和MN的交点Q不会移动 D.OC和MN垂直时,库仑力大小等于M球的重力 7.如图所示,竖直面内固定一均匀带电圆环A,所带电荷量为Q,圆环A的轴线(过圆心且垂直于圆环平面)上距离圆心为r处有一质量为m、电荷量为q的小球,小球用绝缘细线悬挂于O点,静止时小球与O点连线与竖直方向的夹角为θ,小球与圆环连线与轴线的夹角为α,静电力常量为k,重力加速度为g,则小球与圆环之间的库仑力大小为 (　 ) A.k B.kcos2 α C.mgtan θ D.mgcos θ 二、非选择题 8.(8分)如图所示,法国科学家库仑曾设计了一个十分精妙的扭秤实验,来探究电荷之间的作用力与哪些物理量有关的问题。 (1)A、C两球完全相同,开始时A球不带电,C球带电量恒定,将A球与C球接触后分开,改变其距离r,发现A、C之间的静电力大小与　　　 成正比,A球所受的静电力使A球　　　　(填“顺时针”或“逆时针”)转动(俯视);(4分)  (2)改变C球带电量Q,重复(1)过程,保持其距离不变,发现A、C间的静电力大小与　　　(填“Q”“Q2”或“”)成正比;(2分)  (3)上述实验过程采用的物理方法是(　 )(填选项前字母)。(2分) A.控制变量法 B.放大法 C.理想化模型法 9.(14分)如图所示,带电荷量为Q=+4×10-5C的小球A固定在绝缘的水平面上,另一个带电荷量q=+1×10-5C、质量m=0.36 kg的小球B恰好静止在小球A正上方的D点。现将小球B先固定,让一个与小球A完全相同的不带电的小球C与小球A接触一下,移走小球C,再由D点静止释放小球B,已知静电力常量k=9×109N·m2/C2,取g=10 m/s2。在小球B下落过程中,求:(小球A、B均可视为点电荷) (1)D点距地面的高度h;(6分) (2)小球B从释放到速度达到最大的过程中经过的距离。(结果保留3位有效数字)(8分) 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 大周末作业答案 第一周 1.选B　元电荷是最小的电荷量,不同于实物粒子,A错误;由于所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍,所以电荷量是不能连续变化的物理量,B正确,D错误;富兰克林首先区分了正电荷和负电荷,C错误。 2.选D　设两个电子间的库仑力为F1,万有引力为F2,由库仑定律和万有引力定律分别可得F1=k,F2=G,可得两个电子在真空中的库仑力与万有引力大小之比为==≈4×1042。 3.选D　经过铝箔纸吹出的气泡会悬浮在带电的静电棒上面,并随静电棒轻轻地上下起舞,原因是:静电棒和气泡带上同种电荷,由于相互排斥而能随着静电棒上下起舞。 4.选A　两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后,根据电荷守恒定律可知,同时带上等量异种电荷,故A正确。由电荷守恒定律可知,电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。摩擦起电现象是电子从一个物体转移到了另一个物体,并没有产生电子和质子,故B错误。元电荷是最小的电荷量,电荷量很小的电荷不是元电荷,故C错误;物体所带的电荷量必须是元电荷的整数倍,不可以是任意值,故D错误。 5.选C　在A、B接触前,由于B、C的吸引力大于A、C的排斥力,所以a1的方向水平向左,根据库仑定律和牛顿第二定律可得k-k=ma1,在A、B接触后,点电荷A、B的电荷量先中和再平分,二者所带电荷量均为+0.5Q,由于A、B都带正电,所以C受到的都是排斥力,则a2的方向水平向右,根据库仑定律和牛顿第二定律可得k+k=ma2,两式联立可得,a1与a2大小之比为=。 6.选B　对M球受力分析,并构建矢量三角形如图所示,由三角形相似可得==,由于电荷量减小,两小球之间的库仑力减小,M球下移,Q点也下移,OQ长度增加,又因为mg、OM不变,所以N1减小,MQ减小,库仑力也减小,故A、C错误,B正确;OC和NM垂直时,库仑力和重力的合力不一定沿两者角平分线,所以库仑力不一定等于M球的重力,故D错误。 7.选C　因为带电圆环A距离带电小球较近,故不能将其看成点电荷,故不能使用库仑定律求小球受到的库仑力,故A错误;把圆环A分成无数小段,取环上任意一点,可看作点电荷Δq,Δq对小球的库仑力为F=cos2α,求出圆环上各点电荷对小球的库仑力的合力为F合=cos3α,故B错误;小球受到的重力竖直向下、静电力方向向右,小球的受力情况如图所示,由平衡条件得F=mgtan θ,故C正确,D错误。 8.解析:(1)若A球不带电,C球带电量为Q,其距离为r,将A球与C球接触后分开,则A、C之间的静电力大小F=k=,同种电荷之间的库仑力为排斥力,则A球所受的静电力与成正比,俯视A球将沿逆时针方向转动。 (2)由(1)问分析知F=k=,保持其距离不变,A球所受的静电力与Q2成正比。 (3)该实验所用方法为控制变量法。 答案:(1)　逆时针　(2)Q2　(3)A 9.解析:(1)对小球B受力分析,由平衡条件得F库=mg 由库仑定律得 F库=k,解得h=1 m。 (2)让一个与小球A完全相同的不带电的小球C与小球A接触一下,移走小球C,则小球A所带的电荷量为Q'==+2×10-5C 当小球B所受合力为0时速度达到最大,设此时小球A、B距离为h1,由平衡条件有mg= 解得 h1= m 则小球B从释放到速度达到最大的过程中经过的距离为 x=h-h1= m≈0.293 m。 答案:(1)1 m　(2)0.293 m $