电荷、库仑定律 专项训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

电荷、库仑定律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两金属箔均是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是（     ） A．M下部的金属箔张开，N下部的金属箔闭合 B．M下部的金属箔闭合，N下部的金属箔张开 C．M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷 D．若先用绝缘工具把M、N分开，再移去P，则M带负电，N带正电 2．某同学在研究静电感应时 ，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（     ） A． B． C． D． 3．带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a，则关于验电器金属小球a和金属箔b，下列说法正确的是（     ） A．a、b都带正电 B．a、b都带负电 C．a带负电、b带正电 D．a带正电、b带负电 4．某同学采用如图装置做静电感应的实验，在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置，原先、都不带电，先让开关、均断开，现在将一个带正电小球放置在左侧，则下列说法正确的是（     ） A．若开关、均断开，导体左端带正电，导体右端带负电 B．若开关、均闭合，则导体和导体均不带电 C．若只闭合开关，接着将、分开，再移走带电小球，则导体不带电，导体带负电 D．若只闭合开关，接着移走带电小球，最后将、分开，则导体不带电 5．如图所示，小丽每天有梳头的习惯，某天早上梳头后发现头发带上了正电荷，下列说法正确的是（　　） A．头发在摩擦的过程产生了的电荷 B．摩擦的过程中有109个电子从梳子转移到头发上 C．头发在摩擦过程中失去109个电子 D．梳子在摩擦后一定带电荷量为的正电荷 6．如图，与头发摩擦过的塑料小勺能吸起盘子里的碎纸屑，过一会儿，碎纸屑又会被弹开。下列有关说法正确的是（　　） A．塑料小勺与头发摩擦时创造了电荷 B．摩擦的方法使塑料小勺分子发生转移而带电 C．碎纸屑被吸到塑料小勺上，说明分子间有引力 D．碎纸屑被弹开，是因为同种电荷相互排斥 7．毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒带上了负电。下列说法正确的是（     ） A．摩擦过程中橡胶棒得到电子 B．摩擦过程中橡胶棒失去电子 C．摩擦过的毛皮不带电 D．摩擦过的毛皮带负电 8．如图所示，一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A，下列说法正确的是（     ） A．手摸一下导体A且不拿开手，C一直未动，则导体A不带电 B．手摸一下导体A且不拿开手，C一直未动，则导体B不带电 C．手摸一下导体A且不拿开手，C一直未动，则导体A带正电 D．手摸一下导体A且不拿开手，C一直未动，则导体B带正电 9．如图所示，将带正电的小球P靠近带有绝缘支架的不带电导体A时，导体A的（     ） A．左端带负电，右端带正电 B．左端带正电，右端带负电 C．左右两端都带正电 D．左右两端都带负电 10．如图所示，固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止。若筒壁竖直，A的电荷量保持不变，B由于漏电而下降少许后重新平衡，下列说法中正确的是（　　） A．小球A、B间的库仑力变小 B．小球B对筒壁的压力变大 C．小球A对筒底的压力变小 D．小球A对筒壁的压力不变 11．、 两带电小球，质量分别为 、，电荷量分别为 、，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时 、 两球处于同一水平面。若 对 及 对 的库仑力大小分别为 、，则下列判断正确的是（     ） A． B． C． 细线的拉力 D． 细线对 的拉力 12．将两个相同的金属小球A、B（均可视为点电荷）分别固定在绝缘支架上，A、B带的电荷量分别为、，两球相距L时A对B的库仑力大小为F。仅用不带电、和A相同的金属小球C与A接触，移走C后，A对B的库仑力大小为（     ） A．F B． C． D． 13．下列说法中正确的是（　　） A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是存在的 B．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C．根据可知，当时， 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 14．如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b，分别静止在竖直墙面和水平地面上，b球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，a球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中（         ） A．地面对b的支持力变小 B．竖直挡板对b的支持力变小 C．a、b间的作用力变大 D．以上说法均不正确 15．如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则（         ） A． B．弹簧伸长量为 C．A球受到的库仑力大小为2Mg D．相邻两小球间距为 16．下列说法中正确的是（     ） A．由库仑定律可知，时， B．元电荷实质上就是电子和质子 C．摩擦起电的实质是电子的转移 D．库仑定律与万有引力定律在形式上很相似，由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力 二、多选题 17．关于下列四个现象，说法正确的有（     ） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B．乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C．丙图中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷 D．丁图中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理 18．如图甲，A、B为两个带电小球，A固定在光滑绝缘水平面上P点，初始时刻B在A右侧Q点处，此时B所受电场力大小为F，现给B一方向与PQ连线重合、大小为的初速度，开始一段时间内B运动的v-t图像如图乙，则（     ） A．初速度的方向水平向左 B．A和B两小球带异种电荷 C．B的速度大小为时，B运动的时间大于 D．时刻，B所受电场力大小不可能等于 19．如图所示，在直角三角形中，在顶点、、分别固定三个带电小球、、，已知小球带正电，小球和对的作用力的合力沿着方向，则下列说法正确的是（     ） A．小球带正电 B．小球带负电 C．小球、带电荷量绝对值之比为 D．小球、带电荷量绝对值之比为 三、实验题 20．物理兴趣小组同学利用课余时间研究电荷间的相互作用力。 (1)该小组先利用图示装置来定性探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），随着距离的增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)接着利用库仑扭秤装置定量研究了静止的点电荷间的相互作用力。如图所示的实验装置为库仑扭秤，细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B球，B与A处于静止状态；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之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。 ①保持电荷量不变，改变A和C的距离，得到相互作用力F和A、C间距离r的关系，这里用到的实验方法为_______。 A．等效替代法    B．微小量放大法    C．极限法    D．控制变量法 ②法国物理学家库仑用该实验方法得到相互作用力F和A、C间距离r的关系是_______。 ③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，静电力常量为k，那么a、b之间库仑力_______。（选填“>”“<”或“=”） 四、解答题 21．如图所示，分别在A、B两点放置两个点电荷，带电荷量分别为和 。在AB的垂直平分线上有一点C，且AB=AC=BC=。如果有一电子静止放在C点处，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，电子电荷量大小e=1.60×10-19C，求电子所受的静电力的大小和方向。 22．如图所示，竖直平面内，绕过光滑定滑轮C的绝缘细线两端分别连接在带等量异种电荷的小球A、B上，小球A通过绝缘杆固定在竖直墙面上，两小球静止在同一水平线上，此时滑轮两边的细线夹角为，AC段细线与水平线的夹角也为。已知小球B的质量为m，AC段细线长为，不计小球和滑轮的大小，重力加速度为g，静电力常量为k。求： (1)小球A所带电荷量大小； (2)剪断细线的一瞬间，小球B的加速度大小。 试卷第2页（共3页） 试卷第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《电荷、库仑定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C D C D A B A B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 答案 C B D C A C AD AC BC 1．D 【详解】ABC．一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时，由于电荷间的相互作用，导体内部的电荷重新分布，根据“近异远同”可知导体M的左端感应出负电荷，导体N的右端感应出正电荷，导体两端的金属箔都张开，故ABC错误； D．若先用绝缘工具把M、N分开，再移去物体P，则M带负电，N带正电，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】带电的金属球靠近不带电的验电器时，验电器发生静电感应：靠近金属球的一端（即验电器的金属球和金属杆）带与带电金属球相反的电荷，远离的一端（即金属箔片）带与带电金属球相同的电荷；两片金属箔带同种电荷相互排斥，所以箔片张开。 A．金属球带正电，验电器上端应带负电，故A错误； B．金属球带负电，验电器上端带正电、箔片带负电，符合静电感应规律，故B正确； C．金属球带正电，验电器的箔片应带正电，故C错误； D．金属球带负电，验电器上端应带正电、箔片应带负电，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】由题图可知，验电器本来不带电，带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使得金属小球带负电，金属箔带正电。 故选C。 4．D 【详解】A．若开关、均断开，由于静电感应，导体M左端（近端）带负电，导体N右端（远端）带正电，故A错误； B．若开关、均闭合，导体M左端感应出负电荷，而导体N通过接地线使其右端感应出来的正电荷被从大地上来的负电荷中和，所以导体M左端带负电，导体N不再带电，故B错误； C．若只闭合开关，由于静电感应，导体M左端带负电，导体N右端不带电。接着将M、N分开，再移走带电小球，导体M带的负电荷通过开关会流向大地，这种情况下导体M、N均不再带电，故C错误； D．若只闭合开关，一旦移走带电小球时，导体M左端感应出来的负电荷通过开关回到大地，静电感应现象消失，金属导体整体不带电。最后将M、N分开，则M和N均不带电，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．摩擦起电的本质是电荷的转移，电荷不能创造和产生，A错误； C．摩擦后头发带正电荷，可知摩擦的过程中电子从头发转移到梳子上，头发在摩擦过程中失去的电子数为，C正确； B．由上述分析可知，摩擦的过程中有109个电子从头发转移到梳子上，B错误； D．摩擦后头发带正电荷且所带电荷量为，则梳子一定带负电荷且所带电荷量为，D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．摩擦起电的本质是电荷的转移，电荷不能被创造，故A错误； B．摩擦起电过程中发生转移的是带负电的核外电子，并非分子，故B错误； C．带电的塑料小勺能吸引轻小碎纸屑，是静电的吸引力作用，和分子间引力无关，故C错误； D．碎纸屑接触带电小勺后，会带上和小勺同种的电荷，由于同种电荷相互排斥，因此碎纸屑后续会被弹开，故D正确 故选 D。 7．A 【详解】A．摩擦起电的本质是电子的转移，电子带负电，橡胶棒带负电说明其得到了电子，故A正确； B．若橡胶棒失去电子，会因正电荷量大于负电荷量带正电，故B错误； C．根据电荷守恒，橡胶棒得到的电子来自毛皮，毛皮失去电子带正电，故C错误； D．毛皮失去电子后正电荷量大于负电荷量，带正电，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】当带正电的带电体C靠近导体A时，由于静电感应，导体A端感应出负电荷，导体B端感应出正电荷。当用手摸一下导体A且不拿开手时，人体和大地相连，相当于将导体A和B接地。由于带电体C带正电，大地中的电子会在电场力的作用下流向导体A和B，中和掉B端的正电荷，使得导体A和B整体带负电。由于C一直未动，处于静电平衡状态时，负电荷主要分布在靠近C的A端，而B端电势与大地相等，不带电。因此，导体A带负电，导体B不带电。 故选B。 9．A 【详解】带正电的小球P靠近不带电的导体A时，导体A上的自由电子由于受到小球P上正电荷的吸引而向左端移动，故导体A左端会带负电荷，右端由于电子数目减少，而带正电荷。 故选A。 10．B 【详解】A．设A、B连线与竖直方向夹角为，A、B间库仑力大小为，对B进行受力分析，竖直方向有 解得 漏电后，B下降少许，则夹角变大，由可知，库仑力变大，故A错误； B．由受力平衡可知，小球B对筒壁的压力大小满足，漏电后，B下降少许，则夹角变大，因此小球B对筒壁的压力变大，故B正确； C．小球A对筒底的压力大小满足，因此小球A对筒底的压力不变，故C错误； D．小球A对筒壁的压力大小满足，漏电后，B下降少许，则夹角变大，因此小球A对筒壁的压力变大，故D错误。 故选B。 11．C 【详解】A．两球间的静电力互为作用力与反作用力，由牛顿第三定律得，故A错误； B．两球静止，静电力沿水平方向。对球，水平和竖直方向的平衡方程分别为， 对球，水平和竖直方向的平衡方程分别为， 由，消去两段细线的拉力得 因此，故B错误； C．取两球及和段细线为整体，内部静电力和两段细线的拉力相互抵消，竖直方向平衡得到，故C正确； D．由前述球的竖直平衡方程可得，故D错误。 故选C。 12．B 【详解】设A、B间的距离为L，则有 仅用不带电、和A相同的金属小球C与A接触，根据电荷守恒定律可知，A带的电荷量变为，A、B间的库仑力仍为吸引力，大小 故选B。 13．D 【详解】ABD．当两个带电体的形状对它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，与体积和带电量大小无直接关系，点电荷是理想化的物理模型，实际上并不存在，故AB错误，D正确； C．库仑定律只适用于真空中的静止的点电荷，当距离很小时，带电体不能再看作是点电荷，故库仑定律不再适用，故C错误。 故选D。 14．C 【详解】ABC．设两球的水平距离为、竖直距离为，则保持不变，逐渐减小。小球缓慢下降，可视为始终处于平衡；同种电荷间的静电斥力沿两球连线，对斜向左上，对斜向右下。记所受静电力的水平、竖直分力大小分别为，。小球的受力如图，，分别为地面和挡板的支持力。 对，墙面支持力水平，其所受静电力的竖直分力与重力平衡。由牛顿第三定律，所受静电力的竖直分力大小也为，于是竖直方向平衡得 所以地面对的支持力不变。由两球连线的几何关系及水平方向平衡，挡板支持力为 由于不变而减小，增大。静电力大小为 因此增大，故AB错误，C正确； D．由于C项正确，故D错误。 故选C。 15．A 【详解】设相邻两球间距为d，取沿斜面向下为正方向。C球沿斜面方向受力平衡，有 可得 B球沿斜面方向受力平衡，有 联立可得 C球所带电荷量 相邻两球间距 A．C球所带电荷量为，A正确； B．以A、B、C三球整体为研究对象，小球间的库仑力为内力，由平衡条件得弹簧弹力 故弹簧伸长量为，B错误； C．A球所受B的引力沿斜面向下、所受C的斥力沿斜面向上，库仑力的合力大小 ，C错误； D．相邻两球间距为 ，D错误。 故选A 16．C 【详解】A．库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，当时，电荷不能看作点电荷，库仑定律不再适用，无法得到的结论，故A错误； B．元电荷是自然界中最小的电荷量，等于电子或质子所带电荷量的绝对值，不是电子、质子本身，故B错误； C．摩擦起电的过程是物体得失电子的过程，实质是电子的转移，故C正确； D．库仑力属于电磁相互作用，万有引力属于引力相互作用，二者是不同性质的力，仅公式形式相似，本质完全不同，故D错误。 故选C。 17．AD 【详解】A．女生接触带电金属球后，电荷在金属球和人体之间发生转移，女生与金属球带同种电荷；女生的头发也带同种电荷，因相互排斥而散开，故A正确； B．超高压带电作业人员应穿由金属导线编织成的屏蔽服，使人体处于等电位状态，而不是穿绝缘材料制成的工作服，故B错误； C．干燥的冬天人体容易积累静电，手接触金属时电荷迅速转移而发生放电，并非手和金属之间产生了电荷，故C错误； D．打火机的点火装置利用高电压使尖端附近空气电离并放电，产生电火花点燃可燃气体，故D正确。 故选AD。 18．AC 【详解】由题图乙可知，的速度不断减小，且图线越来越陡，说明的加速度逐渐增大，即所受的电场力逐渐增大，故、间的距离不断减小，在向靠近。 A．在右侧的点，要靠近必须向左运动，故初速度的方向水平向左，故A正确； B．做减速运动，说明电场力的方向与运动方向相反、即背离，、之间是斥力，两球带同种电荷，故B错误； C．由减速过程前慢后快可知，时刻的速度大于，故的速度大小减为的时刻大于，故C正确； D．、的电荷量没有限定，最终停在何处由电荷量决定。取合适的电荷量，使在时刻恰好运动到的中点，此时它到的距离为原来的一半，由可知电场力恰为，故D错误。 故选AC。 19．BC 【详解】A．已知带正电，若小球带正电。假设小球带正电，则小球和对均为排斥力，合力方向大概偏向上方，不可能沿着方向；假设小球带负电，则小球和对均为吸引力，合力方向大概偏向下方，也不可能沿着方向，故A错误； B．已知带正电，若小球带负电。假设小球带正电，则小球对为排斥力，对为吸引力，合力方向大概偏向右方，不可能沿着方向；假设小球带负电，小球对为吸引力，对为排斥力，合力方向可以沿着方向，符合题意，故B正确； CD．设BC长度为，直角三角形，由几何关系可得 对小球受力分析如图所示 小球对为吸引力 小球对为排斥力 由几何关系可得 联立解得，故C正确，D错误。 故选BC。 20．(1) 增大 减小 (2) D > 【详解】（1）[1]距离不变时，电荷量越大，偏角越大，说明静电力随电荷量增大而增大。 [2]电荷量不变时，电荷间距离越大，丝线偏角越小，说明静电力随距离增大而减小。 （2）[1]探究F与r的关系时，保持电荷量不变，只改变距离，这种控制其他变量不变、研究两个变量关系的方法是控制变量法。 故选D。 [2]库仑通过实验得到结论：电荷量不变时，电荷间静电力与距离的平方成反比，即 [3]库仑定律适用于点电荷，本题两球距离较近，不能视为点电荷；两球带等量异种电荷，相互吸引，电荷的等效中心间距小于球心距，因此实际库仑力 21．，方向平行于AB向左 【详解】电子带负电，在C点同时受A、B两处点电荷的静电力、，方向如图所示 由库仑定律得，电子所受的静电力为，方向平行于AB向左。 22．(1) (2) 【详解】（1）设段长为，根据几何关系 解得 设两小球带电荷量大小均为，对小球，根据其受力平衡，有 解得 （2）剪断细线的一瞬间，小球所受合外力 根据牛顿第二定律 解得 答案第2页（共4页） 答案第1页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $