9.2 库仑定律 同步作业-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理库仑定律同步练习，通过基础认知、实验理解、综合应用三层设计，实现从概念辨析到规律应用的递进，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| |----|----------|----------| |基础认知层|点电荷概念、库仑定律基本计算|单选+多选结合，如第1题辨析理想化模型，第2题公式直接应用，强化相互作用观念| |实验理解层|库仑扭秤实验原理|多选形式考查实验装置与操作要点（第8题），渗透科学探究的证据意识| |综合应用层|静电力叠加、力学平衡综合|含多电荷受力分析（第9题）和实际情境计算（第12题），培养科学推理与问题解决能力|

第2节　库仑定律 同步作业 一、选择题: 考点一 电荷之间的作用力 1．关于点电荷的说法正确的是( ) A．点电荷的电荷量一定很小 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C．只有体积和电荷量都很小的带电体，才能看成点电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 2．要使真空中的两个点电荷间的静电力增大到原来的4倍，下列方法可行的是( ) 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增加1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 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 3.两个分别带有电荷量－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，它们之间的静电力大小为F。两小球相互接触后分开并将其固定距离变为，则现在两球间静电力的大小为( ) A.F B.F C.F　　　 D．12F 4.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b之间的万有引力F引和静电力F库的表达式正确的是( ) A．F引＝G，F库＝k B．F引≠G，F库≠k C．F引≠G，F库＝k D．F引＝G，F库≠k 5. 如图所示，两个带电球静止，大球M的电荷量大于小球N的电荷量，可以肯定( ) A．两球都带正电 B．两球都带负电 C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D．两球受到的静电力大小相等 6．(多选)关于点电荷，以下说法正确的是( ) A．足够小的电荷就是点电荷 B．一个电子不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而是看它的形状和大小及电荷分布情况对相互作用力的影响能否忽略不计 7．(多选)下列说法正确的是( ) A．法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律 B．若点电荷q1的电荷量大于点电荷q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 C．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用，都可以使用公式F＝k D．根据F＝k可知，当r→0时，F→∞ 考点二 库仑的实验 8．(多选)如图所示的仪器叫作库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，用来研究静电力的规律，经过多次艰苦的实验，库仑最终找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。下列说法正确的是( ) A．库仑扭秤的主要部分是在一根细金属丝下面悬挂一根玻璃棒，棒的一端有一个金属小球A，另一端是一个平衡小球B，在离A不远处放一个跟A相同的金属球C B．如果A、C球带同种电荷，它们间的斥力使玻璃棒转过一个角度，从它扭转的角度可以比较力的大小 C．在实验过程中一定要把该实验装置的玻璃罩内抽成真空 D．在实验过程中一定要使A、B球带同种等量的电荷 考点三 静电力的叠加 9．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受静电力的合力的方向平行于a、b的连线，设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则( ) A．a、b 的电荷同号，k＝ B．a、b 的电荷异号，k＝ C．a、b的电荷同号，k＝ D．a、b的电荷异号，k＝ 10．如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是( ) A．A带正电，QA∶QB＝1∶8 B．A带负电，QA∶QB＝1∶8 C．A带正电，QA∶QB＝1∶4 D．A带负电，QA∶QB＝1∶4 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11．如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9 C、QB＝－4×10－9 C、QC＝＋3×10－9 C的A、B、C三个点电荷，试求作用在点电荷A上的作用力的大小。 12．如图所示，把质量为0.2 g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为＋4×10－8 C的小球B靠近它，当两小球在同一高度且相距3 cm时，丝线与竖直方向夹角为45°。g取10 m/s2，则： (1)此时小球B受到的静电力F的大小为多少？ (2)小球A带何种电荷？ (3)小球A所带电荷量大小是多少？ 参考答案: 1.答案:D解析　当带电体的大小对研究的问题没影响或影响不大时，可以把带电体看成点电荷，体积大的带电体和体积小的带电体在某种条件下都可以看成点电荷。点电荷是一种理想化模型，实际上并不存在。带电体是否可以看作点电荷，与其所带电荷量的多少无直接关系，A、B、C三项错误；当两个带电的金属小球相距很近，金属小球的形状及大小对它们相互作用力的影响不可忽略时，不能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，D项正确。 2.答案:A解析　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，根据库仑定律可知静电力变为原来的4倍，故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，根据库仑定律可知静电力变成原来的，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，根据库仑定律可知静电力变为原来的8倍，故C错误；保持点电荷的电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的，根据库仑定律可知静电力变为原来的16倍，故D错误。 3.答案:C解析　两小球接触前静电力大小为F＝k，接触后两小球的电荷量都变为Q，所以接触后的静电力大小F′＝k，为原来的倍，则C项正确。 4.答案:D解析　由于a、b所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律计算a、b间的静电力，故F库≠k。万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然本题中不满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，故两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力，故F引＝G，故D项正确。 5.答案:D解析　两个带电球之间存在着斥力，故两球带同种电荷，可能都带正电，也可能都带负电，A、B错误；静电力遵循牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，方向相反，C错误，D正确。 6.答案:CD解析　点电荷是一种理想化模型，现实中并不存在，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，只有当带电体的形状、大小及电荷分布情况对相互作用力的影响忽略不计时，带电体才可以看作点电荷，故C、D正确。 7.答案:AC解析　法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律，故A正确；两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律可知，无论点电荷q1的电荷量与点电荷q2的电荷量大小关系如何，q1对q2的静电力大小总等于q2对q1的静电力大小，故B错误；库仑定律的适用条件：真空和静止点电荷，故C正确；当r→0时，带电体不能看成点电荷，公式F＝k不再适用，故D错误。 8. 答案:ABC解析　根据课本库仑扭秤实验装置可知A正确；如果A球和C球带同种电荷，它们之间的斥力将使玻璃棒转过一个角度，并保持静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，所以B正确；库仑定律成立的条件是真空中静止的点电荷，所以C正确；A和B不一定带同种等量的电荷，故D错误。 9.答案:D解析　由题意可知小球c受到的合力可能水平向左，可能水平向右。若合力水平向左，受力如图，可知小球a与小球c相互吸引，小球b与小球c相互排斥，所以a、b带异种电荷；因为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm，所以ac⊥bc，则依据相似三角形可知＝＝，根据库仑定律F＝k可得＝×＝；若合力水平向右，同理可得a、b带异种电荷，＝，故D正确，A、B、C错误。 10.答案:B解析　若A、B都为正电荷，或都为负电荷，或A为正电荷，B为负电荷，C处的某正点电荷所受静电力方向都不可能平行于AB向左，所以A为负电荷、B为正电荷。如图，画出分力与合力之间的关系，根据平行四边形定则，＝，其中，FAC＝，FBC＝，＝，联立可知，QA∶QB＝1∶8，故B正确。 11.答案　9.9×10－4 N 解析　A受到B、C电荷的静电力如图所示，根据库仑定律有A受到B的静电力大小FBA＝＝ N＝1.08×10－3N，A受到C的静电力大小FCA＝＝ N＝9×10－5 N。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FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5)N＝9.9×10－4 N。 12.答案　(1)2×10－3 N　(2)负电荷　(3)5×10－9 C 解析　(1)根据题给条件，可知小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图所示。则F＝mgtan45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N。 小球B受到的静电力与小球A受到的静电力为一对作用力和反作用力，所以小球B受到的静电力大小为2×10－3 N。 (2)小球A与小球B相互吸引，小球B带正电，故小球A带负电。 (3)题中小球A、B都视为点电荷，它们之间的作用力的大小F＝k， 所以小球A所带电荷量大小qA＝＝ C＝5×10－9 C。 学科网（北京）股份有限公司 $