第九章 第二节库仑定律同步练习基础卷（PDF版含答案）

人教版高中物理必修三第九章第二节库仑定律同步练习基础卷
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、选择题（共 10 题）
1、 下面论述中正确的是（ ）
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷就是很小的带电体
B．当两个点电荷间距离趋近于零时，库仑力就趋向无穷大
C．库仑定律与万有引力定律很相似，它们都是平方反比定律
D．对于两个大的带电球体，库仑定律必不适用
2、 如图所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在 a，b端分别
出现负、正电荷，则以下说法正确的是（ ）
A．闭合 K1，有电子从枕型导体流向地
B．闭合 K2，有电子从枕型导体流向地
C．闭合 K1，有电子从地流向枕型导体
D．闭合 K2，没有电子通过 K2
3、 使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电
荷的分布情况，正确的是（ ）
A B C D
4、 如图所示，光滑并且绝缘的斜面上有一个带正电的小球。在下面给出的四种情况下，有
可能使小球在斜面上保持静止的是（ ）
A．在 a点处有带正电的点电荷
B．在 b点处有带负电的点电荷
C．在 c点处有带正电的点电荷
D．在 d点处有带负电的点电荷
5、 真空中有两个静止的点电荷，它们之间相互作用的静电力为 F．若它们的带电量都增大
为原来的 2倍，而距离减少为原来的 ，它们之间相互作用的静电力变为（ ）
A．16F B. 4F C。 F D
6、 有三个相同的金属小球 A、B、C，其中 A、B两球带电情况相同，C球不带电．将 A、B两
球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是 F，若使 C球先和 A接触，再与 B接触，移去 C，
则 A、B间的库仑力变为（ ）
A． B． C． D．
7、 真空中有两个完全相同的带电金属小球 A和 B，相距为 r（r比球的半径大得多），带电
荷量分别为 q和-2q，它们之间作用力的大小为 F，有一个不带电的金属球 C，大小与 A、B相
同，当 C跟 A、B小球各接触一次后拿开，再将 A、B 间距离变为 2r, 那么 A、B间的作用力
的大小可能为（ ）
A. F B.0 C. F D. F
8、 如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置，在管的底部固定一电荷量为 ( >0)
的点电荷。在距离底部点电荷为 的管口 处，有一电荷量为 ( >0)、质量为 的点电荷
由静止释放，在距离底部点电荷为 的 处速度恰好为零。现让一电荷量为 、质量为 的
点电荷仍在 A处由静止释放，已知静电力常量为 ，重力加速度为 ，则该点电荷（ ）
A．在下落过程中加速度逐渐增大
B．在下落过程中加速度逐渐减小
C．运动到 处的速度大小为
D．速度最大处与底部点电荷距离为
9、 如图所示，A、B是系在绝缘细线两端、带有同种电荷的小球，现将绝缘细线绕过光滑轻
质定滑轮，将两球悬挂起来。滑轮固定于硬杆的一端，滑轮很小，可将滑轮看作 O点。两球
平衡时，OA 的线长等于 OB 的线长，A球靠在光滑绝缘竖直墙上，悬线 OA 竖直，悬线 OB 偏离
竖直方向 60°。则（ ）
A．硬杆对滑轮的作用力沿杆的方向
B．滑轮对的硬杆作用力沿∠AOB 平分线方向
C．细线拉力与 A球所受重力一样大
D．A、B两球分别受到的库仑斥力大小可能不同
10、 如图，质量分别为 mA和 mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为 qA和 qB，用绝缘细线
悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为 q1与
q2（q1＞q2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为 vA和 vB，最大动能
分别为 EkA和 EkB。则（ ）
（A）mA一定小于 mB （B）qA一定大于 qB
（C）vA一定大于 vB （D）EkA一定大于 EkB
二、填空题（共 4题）
1、 真空中有两个点电荷 q1和 q2，当它们间的距离为 r时，相互作用力大小为 F。若距离不
变，而带电量分别变为 4 q1和 2q2，则它们间的相互作用力大小变为________F，若同时再将
它们之间的距离变为 r/2，则它们间的相互作用力大小变为________F。
2、 有三个完全一样的金属小球 A、B、C，A带电量 7Q，B 带电量-Q，C 不带电，将 A、B固
定 ，相距 r，然后让 C球反复与 A、B球无数次接触，最后移去 C球，则 A、B两球间的相互
作用力变为原来的________________倍.
3、 两相同金属小球(可看为点电荷)带电量分别为-2.0×10-8C 和+4.0×10-8C，当相距 0.1m
时，其间作用力为_______N，将两金属球相接触后再放回原来位置，则其间作用力
为 _______N．（静电力常量 k=9.0×109 N m2/C2）
4、 一根长度为 L的轻弹簧两端系着两只相同的金属小球，连接点是绝缘的。将它们放到光
滑桌面上并让小球分别带上电量 q1时，弹簧被拉长到 2L，由于漏电，过一会发现弹簧缩短到
1.5L。若两球带的电量仍相等，则此时小球所带电量 q2= q1。
三、实验,探究题（共 3 题）
1、 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷
间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球 A和 B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘
丝线悬挂于玻璃棒 C点，如图所示。
实验时，先保持两电荷量不变，使 A球从远处逐渐向 B球靠近，观察到两球距离越小，B球
悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B
球悬线的偏角越大。
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的____________而增大（填“增大”或“减
小”），随其所带电荷量的___________而增大（填“增大”或“减小”）。图中 A、B两带
电体相互____________（填“吸引”或“排斥”），说明它们带有____________（填“同种”
或“异种”）电荷。
2、 某同学选用两个完全相同的小球 A、B来验证库仑定律．使小球 A和 B带上同种电荷，A
球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图．实
验时，保证 A、B两球球心在同一水平线上，待 B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量
为 m，重力加速度为 g；
先保持两球电荷量不变，使 A球从远处逐渐向 B球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角
越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角
越大.
(1)实验中需要用到_____________的科学方法．
(2)根据平衡关系，A、B两球之间的电场力 F=________________（用 m、g、θ表示）．
（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等
效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷．
它将两个半径为 R的金属小球分别带上了 q1和 q2的正电，并使其球心相距 3R，应用库仑定律，
计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果__________（选填“偏大” “偏小”“正
确”），原因是：_________________．
四、计算题（共 3题）
1、 光滑绝缘导轨，与水平成 45°角，两个质量均为 m，带等量同种电荷的小球 A、B，带电
量均为 q，静止于导轨的同一水平高度处，如左下图所示。求：两球之间的距离。
2、 有两个带电小球，电荷量分别为+Q 和+9Q。在真空中相距 0.4m。如果引入第三个带电小
球，正好使三个小球都处于平衡状态。求第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电
荷量是 Q的多少倍？
3、 如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为 m、电荷量均为＋Q的物体 A和 B(A、B 均
可视为质点)，它们间的距离为 r，与水平面间的动摩擦因数均为μ，求：
(1)A 受的摩擦力为多大？
(2)如果将 A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各
运动了多远距离？
答案
一、选择题
1、 C
2、 C
3、 B
4、 C
5、 A
6、 C
7、 AB
8、 CD
9、 B
10、
A、C、D，
二、填空题
1、 8，32
2、 F′
3、 7.2×10-4 ， 9.0 ×10-5
4、
三、实验,探究题
1、 减小 增大 排斥 同种
【分析】
考查电荷间的相互作用力。
【详解】
(1)．对 B球受力分析可得，两电荷之间的相互作用力 ，保持两电荷量不变，使 A
球从远处逐渐向 B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角 越大，所以相互作用力增
大，即随其距离的减小而增大；
(2)．保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角 越
大，即相互作用力随其所带电荷量的增大而增大；
(3)．因为 B球向右偏，可知 B球受到 A球的力向右，为排斥力；
(4)．根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”可知，它们带有同种电荷。
2、 （1）控制变量法 （2）mgtanθ （3）偏大； 两电荷带同种电荷，导致
电量间距大于 3R．
【详解】
（1）做这个实验是时，“先保持两球电荷量不变”和“再保持两球距离不变”，可见，实验
中需要用到控制变量法的科学方法．
（2）A球受重力，绳的拉力和电场力三力平衡，根据平衡关系，A、B两球之间的电场力
F=mgtanθ．
（3）当两球心相距为 3R 时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于 3R，
根据库仑定律 F=k ，可知，它们相互作用的库仑力大小 F＜ ．即该同学的计算结果
偏大，原因是：两电荷带同种电荷，导致电量间距大于 3R．
【点睛】
本题应知道控制变量法在实验中的应用，明确当两球心相距为 3R 时，两球不能看成点电荷，
不能直接运用库仑定律解答，注意库仑定律的成立条件，理解点电荷的含义．
四、计算题
1、 解：
设两球之间的距离为 x，相互作用的库仑力为 F，则：
由平衡条件得：
由以上两式解得：
2、 【解析】 根据上述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上
且离+Q 较近。设第三个小球带电量为 q，放在距离+Q 为 x 处，由平衡条件和库仑定律
有：
解得 x=0.1m
以+Q 为研究对象，由平衡条件得： 得 q＝
即第三个小球带负电，电荷量为 Q的 倍
【答案】第三个小球带负电，电荷量为 Q的 倍
3、 (1)由 A 受力平衡，得：
A受的摩擦力为 FA＝F库＝k .
(2)当加速度第一次为零时，库仑力和滑动摩擦力大小相等
μmg＝k ，
r′＝2Q
间距增大了 2Q －r.