假期作业14 库仑定律-【快乐假期】2025-2026学年高一物理暑假作业

三022 假期作业14库仑定 《情境辨析 在探究影响电荷之 P P 间相互作用力大小因素 0 的过程中，老师做了如 图所示的实验.O是一 个带正电的导体球，将同一带电小球用绝 缘细丝线分别挂在P1、P2、P3位置，调节丝 线长度，使小球与带电导体球O的球心保 持在同一水平线上，发现小球静止时细丝 线与竖直方向的夹角不同，且01>02>0. 关于这个实验，判断下列说法的正误. (1)通过该实验现象可知，小球带正电 (2)该实验可以研究电荷间相互作用力大 小与它们之间距离是否有关. ( (3)该实验中细丝线与竖直方向的夹角越 大，表示电荷之间的相互作用力越弱. (4)通过该实验现象可知，电荷之间的相互 作用力大小与电荷之间的距离的平方 成反比， 《技能提升 ◆[知识点一]库仑定律的理解 1.下列说法正确的是 ) A.点电荷是一种理想化模型，真正的点 电荷是可以在自然界找到的 B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带 电体 C.根据F=k可知，当r→0时， F→∞ 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 2.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增 大到原来的4倍，下列方法可行的是 ( 31 高一物理恐) 天行健，君子以自强不息。 律 完成日期： 月 日 A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的 2倍，点电荷间的距离不变 B.保持点电荷的电荷量不变，使两个点 电荷间的距离增大到原来的2倍 C.使一个点电荷的电荷量加倍，另一个 点电荷的电荷量保持不变，同时使两 个点电荷间的距离减小为原来的号 D.保持点电荷的电荷量不变，将两个点 电荷的距离减小到原来的 3.(2025·焦作武陟中学高二第一次月考) 相距较远的固定绝缘金属球A、B完全相 同且带等量同种电荷.此时相互作用力 大小为F,用带绝缘柄的完全相同金属球 C(原来不带电)依次与A、B球接触后移 走，这时A、B间作用力大小为 A君 c 4.如图所示，在一条直 B A 线上的三点分别放 -2cm→1cm 置电荷量QA=十3 ×10-9C、QB=-4×10-9C、Qc=+3× 109C的A、B、C点电荷，则作用在点电 荷A上的库仑力的大小为 A.9.9×104N B.9.9×10-3N C.1.17×10-4N D.2.7×10-4N ◆[知识点二]静电力的叠加 5.如图所示，有三个点电荷A、 B、C位于一个等边三角形的 三个顶点上，已知三角形的边 长为1cm,B,C所带电荷量为B⑧ ⊕C 9B=qc=+1×106C,A所带电荷量为qA= 一2×106C,静电力常量k=9.0×10N· m/C,A所受B、C两个电荷的静电力的合 力F的大小和方向为 ) A.180N,沿AB方向 B.180√3N,沿AC方向 C.180N,沿∠BAC的角平分线 D.1803N,沿∠BAC的角平分线 6.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，三个 静止的带电小球a、b和c分别位于三角 形的三个顶点上，已知ab=√3l,ca=cb, ∠acb=120°，a、c带正电，b带负电，三个 壁快乐跃期 小球（可视为质点）所带电荷量均为q,静 电力常量为k.下列关于小球c所受库仑 力的大小和方向描述正确的是 ( A.kg,方向平行于ab向右 12 整.方向平行于山向有 B. C.2hg,方向平行于ab向右 D.234,方向平行于ab向左 312 7.如图所示，在边长为1的正 d 方形的每个顶点都放置 个点电荷，其中a和b的电 荷量均为十q,c和d的电 荷量均为一q.静电力常量为k,求a电荷 受到的其他三个电荷的静电力的合力. ◆[知识点三]库仑力作用下的平衡 8.如图所示，在真空中的绝缘 水平面上，两相距为2L的 a 固定的同种点电荷A、B带 +Q +0 电荷量均为+Q,O点为两 ①---- B 电荷连线的中点，OP为两 电荷连线的中垂线，在中垂线上的a点 900-三 放有一带电荷量也为十Q的可看成点电 荷的小物块，小物块在大小为F=②kQ 2L2 (及为静电力常量)的水平恒力作用下处 于静止状态，已知力F和OP间夹角0= 60°，O、α间距离为L,则小物块所受的摩 擦力大小是 ( A.0 B.C. D.6 2L9 9.（多选)(2025·怀仁市大 OA 地学校高二月考)如图所 示，竖直墙面与水平地面 均光滑且绝缘，两个带有 同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面 和水平地面上，且处于同一竖直平面内， 若用图示方向的水平推力F作用于小球 B,则两球静止于图示位置.如果将小球B 向左推动少许，两个小球将重新达到平 衡，则两个小球的受力情况与原来相比 A.推力F将增大 B.竖直墙面对小球A的弹力减小 C.地面对小球B的弹力一定增大 D.两个小球之间的距离增大 《素养培优 如图所示，在倾角为a 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a1:a2=11：5.已知 重力加速度为g,静电力常量为k. (1)若B球带正电荷且电荷量为g,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， 2飞受快乐假期 期作业13 情景辨析 (1)×(2)×(3)/(4)× 技能提升 1.C[毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用带负电的橡胶棒和 不带电的验电器接触的起电方式叫接触起电，且验电器 整体即金属球、金属杆、金属箔片都带负电，故A、B、D 错误；电荷间的相互作用是同种电荷相互排斥，异种电 荷相互吸引，橡胶棒和验电器金属球接触后，两个金属 箔片均带负电，相互排斥，故金属箔片张开，故C正确，] 2.D[由静电感应知，导体A聚集负电荷，导体B聚集正电 荷，导体A得到电子，导体B失去电子，电子数为n=互= .6X10个=6.25X10”个，AB错误：根据电荷守恒定律 1.0×108 可得，A带上一1.0×10“C的电荷，则B带十1.0×108C 的电荷，C错误，D正确.] 3,C[穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时，常会看到“闪 光”并伴有轻微的“辟啪”声，这是由于衣服和衣服、衣服 和皮肤摩擦起电所造成的现象，A正确.摩擦起电有的 电压高，有的电压低，出现“辟啪”声大约有上万伏的电 压，B正确，C错误，脱化纤服装时，虽然摩擦起电产生的 电压高，但是电流很小，通常不会对人造成伤害，D 正确. 4.B[当闭合开关S时，由于静电感应的作用，电子从大 地传入导体B,断开开关后再移走A,电子无法通过导线 传入大地，则导体B带负电，故选项B正确.门 5.C[所有带电体的电荷量的绝对值一定等于元电荷的 整数倍，选项A正确；元电荷的值通常取e=1.6×10 C,选项B正确；元电荷是最小的电荷量，不是指电子和 质子本身，选项C错误；元电荷e的数值最早是由美国科 学家密立根用实验测得的，选项D正确，门 6.B[元电荷是最小的电荷量，其值取e=1.6×109C, 任何带电体带的电荷量的绝对值都是元电荷的整数倍， 3.2×10-1C是元电荷的2倍，故A不符合题意.6.4× 10一如C小于元电荷的电荷量，是不可能的，故B符合题 意.1.6×101“C是元电荷的10倍，故C不符合题意.4. 0×1017C是元电荷的250倍，故D不符合题意，] 7.CD「金属小球上的负电荷减少是由于电子通过潮湿的 空气转移到外界了，但是这些电子并没有消失，就金属 小球和整个外界组成的系统而言，其电荷的总量仍保持 不变，仍遵循电荷守恒定律.故选CD.] 8.AD[由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致 甲失去电子而带1.6×1015C的正电荷，乙物体得到电 子而带1.6×1015C的负电荷：乙物体与不带电的丙物 体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可 知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒定律可知乙最 终所带负电荷为1.6×101iC-8×10-1C=8×10-1 C.故选项AD正确，BC错误，] 9.D[静电感应使得A部分带正电，B部分带负电.导 体原来不带电，但是在带正电的导体球C的静电感 应作用下，导体中的自由电子向B部分转移，使B部 分带负电，A部分带正电，根据电荷守恒定律，A部 分移走的电子数目和B部分得到的电子数目是相同 的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量大 小总是相等的，电子在导体上的分布不均匀，越靠近 右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大， 所以从不同位置切开时，左部分所带电荷量的大小 Q与所切的位置有关，故只有选项D正确.门 5 0M-= 素养培优 1.C[带正电的带电体A靠近不带电的验电器上端的金 属球，发生静电感应，验电器上端的金属球带负电，金属 箔带正电，金属箔张开，故A、B、D错误，C正确.] 2.解析：两球接触后所带电荷量相等且为Qa'=Q:'= 6.4×109-3.2×10 2 -C=1.6×10-”C,在接触过程 中，电子由B球转移到A球，不仅将自身的负电荷全部 中和，且电子继续转移，使B球带Q'的正电，因此共转 移电子的电荷量为△Q=3.2×109C+1.6×10-9C= 4.8X109C,转移的电子数为n=△Q=3.0×10°个，即 e 电子由B向A转移，共转移了3.0×10个. 答案：1.6×109C1.6×109C电子由B向A转 移3.0×101个 假期作业14 情景辨析 (1)/(2)√(3)×(4)× 技能提升 1.D[点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷实际上并 不存在，选项A错误；当两个带电体的形状对它们之间 的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作，点 电荷，与体积大小无直接关系，选项B错误；库仑定律只 适用于真空中的静止的点电荷，当距离很小时，带电体 不能再看作，点电荷，故库仑定律不再适用，选项C错误； 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，选项D正确，门 2.A[每个，点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，点电荷 间的距离不变，则下=4QQ=4F,所以A正确；保持 点电荷的电荷量不变，使两个点电荷的距离增大到原来 的2倍，根据公式可知库仑力变成原来的年，故B错误； 使一个点电荷的电荷量增加1倍，另一个点电荷的电荷 量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的 合则有P=8F,故C错误：保持点电荷的也荷量不变， 将两点电荷间的距离减小为原来的子，则力F=16F, 故D错误.] 3.D[根据题意，设A、B带电荷量都是Q,由库仑定律可 知，两球之间的相互作用力的大小是F=kQ·Q=Q r2 r2 第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电荷 量都为q1=号，C与B接触再分开后电荷量相等，均为 十Q三3Q,这时，A、B两球之间的相互作用力的 9= 2 一4 Q 大小为F=64 Q2=3.kQ=总F,故D正确.] r =8 4.A[A受到B、C两点电荷的库仑力， 如图所示，根据库仑定律有F1一P kQBIQA r BA" 9×10×4×10×3×10N=1.08X10-3N, 0.012 三0022 kQQA=9×10°×3×109×3×10 N= 0.032 9×10iN,规定沿这条直线由A指向C为正方向，则点 电荷A受到的合力大小为FA=FBA一FA=(1.08X 10-3-9×10-i)N=9.9×10-4N,故A正确.] 5.D[点电荷B、C对点电荷A的静电 力大小相等，为FA=FA=gA9圆 =9×10°×2×10-×1×10- 0.012 N= B⊕- -⊕C 180N,如图所示，A受大小相等的两 个静电力，两静电力夹角为60°，由平 行四边形定则和几何知识得A受到的静电力的合力大小为 F=2F0s30°=2×180×5N=1805N,方向沿 2 ∠BAC的角平分线，故D正确.] 6.AL由题意，结合几何关系 可得ac=bc=2c0830=l, 小球c受到小球的库仑力 ce- F=k,同理小球c受到小点 球b的库仑力F,=F1,且两力夹角为60°，如图所示，所 以根据力的平行四边形定则，小球c受到小球a、b库仑 力的合力大小F=2F,c0s30°=√3kg,方向平行于ab 向右，故A正确，B、C、D错误，] 7.解析：a和b电荷量为十q,c和d电荷量为一q,则c、d电 荷对a电荷的静电力为引力，b电荷对a电荷的静电力 为斥力，根搭库仑定律可得R。=盆，F。=P。=实 (√21)2 b、d电荷对a电荷的合力为F合=，9，其方向与c电 荷对α电荷的静电力的夹角为90°，根据力的合成法则， 口电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小F= √F合+F”=3kg 212 答案： 8.D[由叠加原理可知带电小物块在a处所受电场力大 小为F三√22，方向由a指向P·由平衡条件可知小 物块所受的摩擦力大小应等于小物块所受电场力与F 的合力大小，由矢量运算法则知∫=2F。cos30°= 6kQ,D正确.] 2L2 9.BD[对球A受力分析，A受三个力的作用，即重力 GA,墙壁对A的弹力FA和B对A的静电力FA,FA 与FA的合力与其重力大小相等，当将小球B向左推 动少许时，F与竖直方向的夹角逐渐减小，则可以判 断出FA减小，FBA也减小，B正确；对A、B整体受力 分析可知，F=FA,故推力F也将减小，A错误；地面 对小球B的弹力和小球A和B的重力平衡，因此地面 对B的弹力保持不变，C错误；由于两球之间的静电 力减小，故两小球之间的距离增大，D正确。门 素养培优 解析：(1)由初始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琼受力分析，沿斜面方向B球 受到的合力为零，即F。一ngsin a=0, 根搭库仑定律得E=鲁解得Q=m4 高一物) (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F十2 mngsin a=2ma1,B球加速度方向 沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin a一F=ma2, 依题意：a1:a2=11:5,且F=F, 解得F= 4 9 mgsin a, 又F=k兴，联立解得=3】 L 2 答案：1)mgLisin a正电 kq 2号 假期作业15 情景辨析 (1)×(2)× (3)×(4)×(5)√(6)/ 技能提升 1,ABC[电荷周围存在着电场，电场对电荷有力的作用， 电荷之间的相互作用是通过电场而产生的，AC正确；电 场是一种特殊的物质，在真空中、物体中都能存在，B正 确，D错误.门 2.C[电场中某点的电场强度只由电场本身决定，与试探 电荷无关，若将q移走，A点的电场强度保持不变，A错 误；在A点放一个正试探电荷时，受到的静电力水平向 右，可知A,点的电场强度方向水平向右：在A,点放一个 负试探电荷，A点的电场强度方向仍水平向右，负试探 电荷所受的静电力方向水平向左，B错误，C正确；在A ,点放一个电荷量为十2的试探电荷，由于A,点的电场强 度不变，则试探电荷所受的静电力为2F,D错误.] 3.D[Fq设图像的横坐标单位长度电荷量为qo,纵坐标 单位长度的力大小为F,根据E=E,可知Fg图像斜 率表示电场强度，由图可知E=织=4B,E,= 4g6 =Fo 90 可气=41，故选D] 4.C[公式E=E是电场强度的定义式，是运用比值法定 义的，适用于任何电场，E与q、F无关，故A、B错误；公 式E=9是根据库仑定律推导出来的，只适用于真空中 点电荷产生的电场，在离场源电荷非常近的地方（→0）， 不能将该带电体看成点电荷，公式不再适用，故C正确， D错误.] 5.D[B点的电场强度方向垂直 于BC边向上，则A点的点电荷 EA 在B处的电场强度方向是沿BA 指向A,C点的点电荷在B处的 Ec B 电场强度方向是沿CB指向B,这样二者矢量和才能垂 直于BC边向上，如图所示，则分析可知A点的点电荷带 负电，C点的点电荷带正电，故D正确，A、B、C错误.] 6.A[根据E=,结合矢量合成法则，设正方形顶，点到 正方形中心的距离为r,则方式A中中心处的合电场强 度大小为E=2②Q,方式B中两个负点电荷在正方形 中心处合电场强度为0，两个正点电荷在中心处合电场 强度为0，因此中心处的电场强度大小为0；同理，方式C 中正方形对角线的两负点电荷的电场强度在中心处相 互抵消，而正点电荷在中心处叠加后电场强度大小为E