第1章 第2节 库仑定律-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（鲁科版）

鲁科版·必修第三册·第1章静电力与电场场强 库仑定律 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 点电荷 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷 分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作点电 荷。点电荷是理想化模型。 库仑定律的内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与 它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 3 库仑定律的公式 F=k·(q1q2)/2,其中k为静电力常量。 静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2,其数值由实验测定。 库仑力的方向 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；库仑力（静电力）是矢量，服从牛顿 5 第三定律。 库仑定律的适用条件 ①真空中；②静止；③点电荷。 库仑力的叠加 两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的 作用力的矢量和。 单位规范 力F单位：N;电荷量q单位：C;距离r单位：m;常量k单位： 8 N·m2/c2。 库仑定律与万有引力的比 两者都遵循平方反比规律，但库仑力可以是引力或斥力，万有引力只能是引 9 较 力。 实验思想 库仑通过扭秤实验研究电荷间作用力，运用了放大法（通过悬丝扭转角度放大 10 微小力)。 记忆口诀 真空中、静止、点电荷；平方反比定方向；同斥异吸莫相忘。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题只有一个正确选项） 1.关于点电荷，下列说法正确的是 A.体积很小的带电体一定可以看作点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C.当带电体的大小远小于它们之间的距离时，可看作点电荷 D.点电荷就是元电荷 2.库仑定律的适用条件是」 A真空中两个带电球体B.真空中两个静止点电荷C.空气中两个静止点电荷D.任何情况下两个带电体 3.真空中两个点电荷间的距离为时，相互作用力为F。若保持电荷量不变，将距离变为2r,则它们之间的作用力变 为 A.F/2 B.F/4 C.2F D.4F 4.真空中两个点电荷间的距离保持不变，若将其中一个电荷的电荷量变为原来的3倍，另一个电荷的电荷量变为原 来的2倍，则它们之间的作用力变为原来的」 A.1.5倍B.5倍C.6倍D.9倍 5.静电力常量k的数值和单位是 A.9.0×109N·m/CB.9.0×109N·m2/c2C.9.0×109N·m2/CD.9.0×109N·c2/m2 6.两个点电荷之间的库仑力，下列说法正确的是 A.电荷量大的受到的力大 B.电荷量小的受到的力大 C.两个电荷受到的力大小相等、方向相反 D.距离近的电荷受到的力大 7.真空中有两个点电荷，带电荷量分别为+q和-q,它们之间的库仑力为 A.引力，大小为kg2/2B.斥力，大小为kq2r2C.引力，大小为kq/2D.斥力，大小为kq/2 8.两个完全相同的金属小球（可视为点电荷），带电荷量分别为+4Q和-2Q,相距r时库仑力为F。若将它们接触后 再放回原处，它们之间的库仑力变为】 A.F/8,引力B.F/8,斥力C.F2,引力D.F/2,斥力 9.关于库仑定律F=kq1q2/r2，下列说法正确的是 A当r→0时，F→∞，说明库仑定律在任何距离下都适用 B.公式中的q1、q2可以是任意带电体 C.公式适用于真空中静止点电荷间的相互作用 D.库仑力的大小与两点电荷间距离成正比 10.真空中两个点电荷，当它们之间的距离增大为原来的3倍，同时将其中一个电荷的电荷量增大为原来的3倍，则 它们之间的库仑力变为原来的 A.1/3 B.3倍 c.1/9 D.9倍 二、多选题 (每题有多个正确选项) 11.关于库仑定律，下列说法正确的是 A.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用 B.两个点电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力 C.两个点电荷之间的库仑力方向一定在它们的连线上 D.库仑定律中k的单位是N·m2/C2 12.真空中两个点电荷之间的库仑力为F,下列说法正确的是 A.若两个电荷的电荷量都增大为原来的2倍，距离不变，则力变为4F B.若两个电荷的电荷量不变，距离减小为原来的1/2，则力变为4F C,若两个电荷的电荷量都增大为原来的2倍，距离也增大为原来的2倍，则力不变 D.若两个电荷的电荷量都增大为原来的2倍，距离也增大为原来的2倍，则力变为2F 13.下列说法正确的是 A.元电荷的数值为1.6×10-19C B.两个点电荷之间的库仑力一定与它们电荷量的乘积成正比 C.点电荷是一种理想化模型 D.两个点电荷之间的库仑力与它们之间的距离成反比 三、填空题（每空2分》 14.库仑定律的内容：真空中两个 之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 与它们之间距 离的」 成反比，作用力的方向在它们的 上。 15.库仑定律的公式为F=,其中静电力常量k= N·m2/c2。 16.两个点电荷之间的库仑力遵循牛顿第 定律，即两个电荷受到的库仑力总是大小 、方向 17.真空中有两个点电荷，电荷量分别为q1=2.0×10-8C和q2=4.0×10-8C,相距r=0.2m,则它们之间的库仑 力大小为 No 18.两个同种点电荷之间的库仑力表现为 力，两个异种点电荷之间的库仑力表现为」 力。 四、判断题（正确打"V",错误打"x") 19.库仑定律适用于任何情况下的两个带电体。 20.两个点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反。 21.当两个点电荷之间的距离趋近于零时，库仑力趋近于无穷大，因此库仑定律在r→0时仍适用。 22.点电荷就是体积很小的带电体。 23.静电力常量k是由实验测得的。 五、简答题（每题5分） 24.简述库仑定律的适用条件。 25.两个点电荷之间的库仑力与万有引力都遵循平方反比规律，它们有什么不同之处？请写出两点。 六、计算题 （每题8分） 26.真空中两个点电荷，电荷量分别为q1=+3.0×10-9C和q2=-6.0×10-9C,它们之间的距离r=0.3m。已知k= 9.0×109N·m2/C2。求： (1)它们之间库仑力的大小； (2)判断它们之间是引力还是斥力。 27.真空中两个相同的金属小球（可视为点电荷），带电荷量分别为q1=+5.0×10-8C和q2=-1.0×10-8C,相距r= 0.1m。已知k=9.0×109N·m2/C2。求： (1)它们之间的库仑力大小和方向（引力还是斥力）； (2)若将两球接触后再放回原处，它们之间的库仑力大小和方向。 28.真空中有三个点电荷位于同一直线上，A带电荷量+Q,B带电荷量+Q,C带电荷量-Q。A与B相距r,B与C 相距r(B在A、C之间)。已知k。求B受到的库仑力大小和方向。 七、基础实验填空题（每空2分） 29.库仑通过 实验研究了真空中两个点电荷之间的相互作用力，实验中通过悬丝的 来反映库仑力 的大小，这种方法叫做 法。 30.在探究库仑力与电荷量、距离关系的实验中，若保持距离不变，改变电荷量，可探究库仑力与 的关 系；若保持电荷量不变，改变距离，可探究库仑力与 的关系。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：点电荷是理想化模型，能否看作点电荷取决于带电体的大小与它们之间距离的关系，与带电体本身大小无绝 对关系。 2.B解析：库仑定律适用于真空中两个静止点电荷之间的相互作用。 3.B解析：F=kq1q2/r2,电荷量不变，距离变为2r,则F'=kq1q2/(2r)2=F/4。 4.C解析：F'=k(3q)2q2)/r2=6kq1q2/r2=6F。 5.B解析：静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 6.C解析：两个点电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反。 7.A解析：异种电荷相互吸引，F=kq2/2。 8.B解析：接触前F=k(4Q)(2Q)/r2=8kQ2/r2。接触后电荷先中和再平分：净电荷为+4Q+(-2Q)=+2Q,平分后各带 +Q。F'=kQ/r2=F/8,同种电荷为斥力。 9.C解析：库仑定律适用于真空中静止点电荷；r→0时带电体不能再看作点电荷，公式不适用，A错；B错；库仑力与 距离的二次方成反比，D错。 10.A解析：F'=k(3q1)q2/3r)2=3kq1q2/9r2)=F/3。 二、多选题 11.ABCD解析：库仑定律适用于真空中静止点电荷，A对；库仑力是作用力与反作用力，B对；方向在连线上，C对；k 的单位为N·m2/C2,D对。 12.ABC解析：A项F'=k(2q1)(2q2)/r2=4F,对；B项F'=kq1q2/(r/2)2=4F,对；C项F'=k(2q)(2q2)/2r)2=F,对； D错。 13.ABC解析：元电荷e=1.6×10-19C,A对；库仑力与电荷量乘积成正比，B对；点电荷是理想化模型，C对；库仑 力与距离的二次方成反比，D错。 三、填空题 14.静止点电荷；正比；二次方；连线 15.kq1q2/r2;9.0X109 16.三；相等；相反 17.1.8×10-4解析：F=kq1q2/r2=9.0×109×(2.0×10-8×4.0×10-8)/(0.2)2=9.0×109×8.0×10-16/0.04= 1.8×10-4N。 18.斥；引 四、判断题 19.×解析：库仑定律只适用于真空中静止点电荷。 20.√解析：库仑力遵循牛顿第三定律。 21.×解析：r→0时带电体不能看作点电荷，库仑定律不再适用。 22.×解析：点电荷是理想化模型，能否看作点电荷取决于具体问题，与体积大小无必然关系。 23.√解析：静电力常量k由库仑扭秤实验测定。 五、简答题 24.答：库仑定律的适用条件为：①真空中；②两个电荷均静止；③两个电荷均可看作点电荷。 25.答：不同之处：①库仑力可以是引力也可以是斥力，万有引力只能是引力；②库仑力存在于带电体之间，万有引力存 在于任何有质量的物体之间；③库仑力常量k与万有引力常量G数值和单位不同。 六、计算题 26. (1)由库仑定律F=kq1q2/r2 F=9.0×109×(3.0×10-9×6.0×10-)/(0.3)2 F=9.0×109×1.8×10-17/0.09 F=1.8×10-6N (2)q1为正电荷，q2为负电荷，异种电荷相互吸引，故为引力。 27. (1)F=kq1q2/r2=9.0×109×(5.0×10-8×1.0×10-8)/(0.1)2 F=9.0×109×5.0×10-16/0.01=4.5×10-4N q1为正，q2为负，异种电荷相互吸引，为引力。 (2)接触后电荷先中和再平分： 净电荷=5.0×10-8+(-1.0×10-8)=4.0×10-8C 各带电荷量=2.0×10-8C F'=kq2/r2=9.0×109×(2.0×10-8)2/(0.1)2 F'=9.0×109×4.0×10-16/0.01=3.6×10-4N 两球带同种电荷，相互排斥，为斥力。 28. 解：B受到A的库仑力F1和C的库仑力F2。 A对B:同种电荷（均为+Q),斥力，方向由A指向B方向（沿AB方向远离A),即方向指向C。 F1=kQ2/r2 C对B:异种电荷(C为-Q,B为+Q),引力，方向指向C。 F2=kQ2/r2 F1与F2方向相同，均指向C。 合力F=F1+F2=2kQ2/r2,方向由B指向C。 七、基础实验填空题 29.扭秤；扭转角度；放大 30.电荷量；距离