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（粤教版）

粤教版·必修第三册·第一章静电场的描述 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的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作点 电荷。点电荷是一种理想化模型。 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 库仑定律公式 F=k·(q1q2)/2;其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m/C2。 4 公式适用条件 ①真空中；②静止；③点电荷。三个条件缺一不可。 5 库仑力的方向 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；库仑力方向沿两电荷连线方向。 库仑力（静电力）的矢量 库仑力是矢量，既有大小又有方向；多个点电荷同时存在时，某点电荷受到的 6 性 库仑力为各力按平行四边形定则合成的矢量和。 单位规范 力F单位：牛顿(N);电荷量q单位：库仑(C);距离r单位：米(m)；常 量k单位：N·m2/C2。 库仑定律与万有引力定律 两者都遵循平方反比规律；但库仑力有引力与斥力两种，万有引力只有引力。 对比 两带电小球接触后再分离 两个完全相同的金属小球接触后分开，若原来带同种电荷，则总电荷量平分； 9 的电荷分配 若原来带异种电荷，则先中和再平分剩余电荷量。 库仑定律的实验研究方法 库仑通过扭秤实验研究电荷间相互作用力，采用控制变量法探究F与q、"的 10 关系。 记忆口诀 真空静止点电荷，平方反比定法则；同斥异吸连线上，k值九乘十的九。 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.点电荷就是体积很小的带电体 B.点电荷就是电荷量很小的带电体 C.点电荷是一种理想化模型，当带电体的大小远小于它们之间的距离时可以看作点电荷 D.只有球形带电体才能看作点电荷 2.库仑定律的适用条件是 A.只适用于真空中任意两个带电体 B.适用于真空中两个静止点电荷 C.适用于任何介质中两个静止点电荷 D.只适用于两个带电小球 3.真空中两个点电荷间的距离为时，库仑力为「；若保持电荷量不变，将距离变为2，则库仑力变为」 A.F/2 B.F/4 C.2F D.4F 4.真空中两个点电荷间的距离为时，库仑力为F；若保持距离不变，将其中一个电荷的电荷量变为原来的3倍， 一个不变，则库仑力变为 A.F/3 B.3F C.9F D.F/9 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·c2/m2D.9.0×109N·m2/C 6.两个点电荷之间的库仑力，下列说法正确的是 A.电荷量大的电荷受到的库仑力一定大 B.两个电荷受到的库仑力大小一定相等 C.距离越近，库仑力越小 D.同种电荷相互吸引 7.真空中两个相同的金属小球（均可视为点电荷），分别带电荷量+4Q和-2Q,相距时库仑力大小为F1。现将两球 接触后再放回原处，此时库仑力大小为F2,则F1与F2的关系是 A.F2=F1B.F2=F/2C.F2=F/4D.F2=F/8 8.两个点电荷的电荷量分别为q1和q2,它们之间的库仑力为F。若将q1变为原来的2倍，q2变为原来的1/2，距 离变为原来的2倍，则侧库仑力变为」 A.F/4 B.F/2 C.F D.2F 9.关于库仑力的方向，下列说法正确的是 A.库仑力的方向一定沿两电荷连线的方向 B.库仑力的方向一定垂直于两电荷连线 C.同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 D.库仑力的方向与电荷量大小有关 10.真空中两个点电荷，电荷量分别为+q和-q,相距「，它们之间的库仑力大小为F。若将它们接触后再分开，仍 放回原处，则它们之间的库仑力大小为 A.F B.F/2 C.0 D.2F 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 B.库仑力的大小与两电荷间距离的二次方成反比 C.库仑力的大小与两电荷电荷量的乘积成正比 D.库仑定律也适用于任意形状的带电体 12.两个点电荷之间的库仑力，下列说法正确的是 A.库仑力是一对作用力与反作用力 B.两个电荷受到的库仑力大小相等、方向相反 C.库仑力方向沿两电荷连线 D.库仑力大小与电荷量较小的那个电荷无关 13.真空中两个点电荷，若要使它们之间的库仑力变为原来的4倍，下列方法可行的是 A.保持距离不变，将其中一个电荷量变为原来的4倍 B.保持电荷量不变，将距离变为原来的1/2 C.保持距离不变，将两个电荷量都变为原来的2倍 D.保持电荷量不变，将距离变为原来的2倍 14.关于点电荷的理解，下列说法正确的是 A.点电荷是理想化模型 B.当带电体的大小远小于它们之间的距离时，可看作点电荷 C.点电荷的电荷量一定很小 D.点电荷的形状和大小对研究问题的影响可以忽略 三、判断题（正确打"V",错误打"x") 15.库仑定律适用于真空中任意两个带电体。 16.两个点电荷之间的库仑力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力。 17.静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 18.两个完全相同的小球接触后再分开，若原来带异种电荷，则各自所带电荷量为原来两电荷量之和的一半。 19.库仑力的大小与两电荷间距离成正比。 四、填空题（每空2分） 20.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 ,与它们之间 距离的 成反比，作用力的方向在它们的 上。 21.库仑定律的公式为F= ,其中k叫做一，其数值为 N·m2/c2。 22.两个点电荷的电荷量分别为q1=+2.0×10-8C和q2=-4.0×10-8C,相距r=0.10m,则它们之间的库仑力大小 为 N,方向为 (选填"引力"或"斥力")。 23.库仑力是 (选填"标量"或"矢量")，多个点电荷同时存在时，某点电荷受到的库仑力为各力的 24.两个完全相同的金属小球，原来分别带电荷量+6Q和-2Q,将它们接触后再分开，则每个小球所带电荷量为 五、简答题（每题5分，共10分） 25.简述库仑定律的适用条件。 26.两个点电荷之间的库仑力与哪些因素有关？分别是什么关系？ 六、计算题（每题8分，共24分） 27.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,它们相距r=0.30m。已知k= 9.0×109N·m2/C2。求： (1)它们之间的库仑力大小； (2)若将距离变为0.60m,库仑力变为多少？ 28.真空中两个点电荷A和B,电荷量分别为qA=+4.0×10-8C和qB=-9.0×10-8C,相距r=0.20m。已知k= 9.0×109N·m2/c2。求： (1)A对B的库仑力大小和方向； (2)B对A的库仑力大小和方向。 29.真空中两个相同的金属小球（均可视为点电荷），分别带电荷量+8Q和-4Q,相距时库仑力大小为F1。现将两 球接触后再放回原处，相距仍为「，此时库仑力大小为F2。求F1与F2的比值。 模块3 参考答案 一、单选题 1.C解析：点电荷是理想化模型，当带电体的大小远小于它们之间的距离时，形状、大小及电荷分布对作用力的影响可 忽略，可看作点电荷。体积小、电荷量小均不是判断标准。 2.B解析：库仑定律适用于真空中两个静止点电荷。 3.B解析：由F=kq1q2/r2,电荷量不变，距离变为2r,则F'=kq1q2/(2)2=F/4。 4.B解析：由F=kq1q2/r2,距离不变，一个电荷量变为3倍，则F'=3F。 5.B解析：静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 6.B解析：两电荷间的库仑力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，方向相反，沿两电荷连线。同种电荷相互排 斥，距离越近库仑力越大。 7.D解析：原来F1=k·4Q·(（-2Q/r2=8kQ2/2。两球接触后先中和再平分，净电荷为+4Q+(-2Q)=+2Q,平分后各 带+Q。F2=k·Q·Q/r2=kQ2/r2。F2/F1=1/8,即F2=F/8。 8.A解析：F=kq1q2/r2,q1→2q1,q2→q2/2,r→2r,则F'=k·(2q)·(q2/2)/(2r)2=kq1q2/八4r2)=F/4。 9.A解析：库仑力方向沿两电荷连线方向，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 10.C解析：原来带+q和-q,接触后先中和，净电荷为0，分开后各自不带电，库仑力为0。 二、多选题 11.ABC解析：库仑定律适用于真空中静止点电荷，A正确；库仑力与距离二次方成反比，B正确；与电荷量乘积成正 比，C正确；不适用于任意形状带电体，D错误。 12.ABC解析：两电荷间库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，沿连线方向，与电荷量大小无关，故D 错误。 13.ABC解析：A项F'=4F,正确；B项距离变为1/2，F'=4F,正确；C项两个电荷量都变为2倍，F'=4F,正确；D 项距离变为2倍，'=F/4,错误。 14.ABD解析：点电荷是理想化模型，A正确；当带电体大小远小于距离时可看作点电荷，B正确；点电荷电荷量不一定 小，C错误；形状大小影响可忽略，D正确。 三、判断题 15.×解析：库仑定律只适用于真空中两个静止点电荷，不是任意带电体。 16.√解析：两电荷间库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反。 17.√解析：静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 18.√解析：两个完全相同的金属小球接触后分开，异种电荷先中和再平分，各自所带电荷量为原来两电荷量之和的一 半。 19.×解析：库仑力与两电荷间距离的二次方成反比，不是成正比。 四、填空题 20.正比；二次方；连线 21.kq1q2/2；静电力常量；9.0×109 22.7.2×10-4;引力解析：F=kq1q2/r2=9.0×109×2.0×10-8×4.0×10-8/(0.10)2=9.0×109×8.0×10-16/0.01 =7.2×10-4N。异种电荷相互吸引，为引力。 23.矢量；矢量和（平行四边形定则合成） 24.+2Q解析：接触后先中和，净电荷为+6Q+(-2Q)=+4Q,平分后每个小球带+2Q。 五、简答题 25.答：库仑定律的适用条件为：①真空中；②两个静止的点电荷；③三个条件缺一不可。 26.答：库仑力与以下因素有关：①与两电荷电荷量的乘积成正比；②与两电荷间距离的二次方成反比；③方向沿两电荷 连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 六、计算题 27. (1)由库仑定律F=kq1q2/r2,代入数据：F=9.0×109×3.0×10-9×6.0×10-9/(0.30)2=1.8×10-6N。 (2)距离变为0.60m,即距离变为原来的2倍，由F∝1/r2,F'=F/4=4.5×10-7N。 28. (1)A对B的库仑力大小F=kqA·qB/r2=9.0×109×4.0×10-8×9.0×10-8/(0.20)2=8.1×10-4N;方向由A指向 B(异种电荷相互吸引)。 (2)B对A的库仑力大小等于A对B的库仑力大小，为8.1×10-4N;方向由B指向A(异种电荷相互吸引)。 29. 原来：F1=k8Q·（-4Q/r2=32kQ2/r2。 接触后：净电荷=+8Q+(-4Q)=+4Q,平分后各带+2Q,F2=k·(2Q)·(2Q)/2=4kQ/r2。 F1:F2=32kQ2/r2:4kQ2/r2=8:1。