库仑定律讲义中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf

《库仑定律讲义中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《库仑定律讲义中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、选修 3-1第一章 静电场 第二节 库仑定律 导学案 一、要点知识：1、探究影响电荷间相互作用力的因素：控制变量法。可有定性的认识：电荷间距离一定时，电荷间的相互作用力随电荷量的增大而增大；电荷量一定时，电 荷间的相互作用力随电荷间的距离的增大而减小。2、库仑定律：（1）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（2）表达式：221rQQkF 式中：r为两个带电体中心之间距离，k：静电力恒量，k=109Nm2/C2（库仑扭秤）（3）注意几点：点电荷：“点电荷”是一种理想化的物理模型，它是模仿力学的“质点”概念而

2、建立的。严格理想化的点电荷应是一个带电的“几何点”，这是不存在的。当带电体间的距离比它们自身形体大得多，以致带电体的形状和大小相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成是“点电荷”。库仑定律是实验定律，k值的大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N；Q：C；r：m。库仑力的特点：F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。（4）应用库仑定律解题注意事项：适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。各量均用绝对值代入公式进行计

3、算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。3、库仑定律与万有引力定律的比较：221rMMGF （1）相同之处：都是距离平方反比律。相互作用力都是一对作用力和反作用力，作用力的方向都在两物体的连线上。r都为两个物体中心之间距离。（2）不同之处：任何物体之间都存在万有引力，与物体的质量和距离有关库仑力存在于点电荷之间，与点电荷的电荷量及距离有关，两电荷之间的作用力主要是静电力。库仑力既有引力也有斥力；万有引力只

4、有引力。二、典例分析：1、接触起电，电荷平均分配 例 1有三个完全相同的金属球A、B、C，A带电量7Q，B带电量 Q，C不带电将A、B固定，且A、B间距离远大于其半径然后让C反复与A、B接触，最后移走C球试问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍 2、将带电体视作点电荷的条件 例 2两个半径为 r 的金属球如图所示放置。若两球带有等量异种 Q时，两球间的相互作用的店里大小为 F，则（）(若带等量同种电荷选哪个)A2216rQkF B2216rQkF 2216rQkF 无法判断 例 3如图所示，真空中有一直径为R的带电圆盘，圆心为O，圆盘外有A、B两点，其连线过圆心O点且与盘面垂直，若OAABR，

5、有一电荷在A点受带电圆盘的力为F，则它在B点时的受力为()A.4F B4F C 2F D.以上答案都不对 3、补偿法 例 4 一半径为的硬橡胶圆环均匀带负电，电量为 Q，若截取环顶部的一小段圆弧S，LS，且r L，求剩余电荷对放在环心处带电量为的正点电荷产生的库仑力的大小和方向。4、平衡问题 例 5如图所示，把大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥，静止时，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为 和，且)，关于两小球的质量m1、m2和带电量q1、q2，下列说法中正确的是 A.一定有m1m2，q1q2 B.可能有m1q2 C.可能有m1=m2，q1=q2 D.可能有m1m2，q1=q2 2.两个

6、大小相同的小球带有不等量的电荷，它们相隔某一距离时，相互作用的库仑力大小为F1现将两小球接触后又放回到原位置，它们之间相互作用的库仑力大小为F2下列说法中正确的是 A.若F1F2，则两小球原来所带电的电性一定相反 B.若F1F2，则两小球原来所带电的电性一定相反 3.大小相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小为F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球间的库仑力大小 A.一定是F/8 B.一定是F/4 C.可能是 3F/8 D.可能是 3F/4 4.半径为r的两个带电金属小球，球心相距 3r，每个小球带电

7、量都是+q，设这两个小球间的静电力大小为F，则下列式子中正确的是 A.229rkqF B.229rkqF C.229rkqF D.2225rkqF 5.如图所示，两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A、B当A、B不带电时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA、TB使A、B带等量同种电荷时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为TA/、TB/下列结论正确的是 =TA，TB/TB =TA，TB/TB TB TA，TB/x1/4 x1/4 （二）填空题 7.如图所示，把质量为克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为 410-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为4

8、5，此时小球B受到库仑力F=_。小球A带的电量qA=_。（三）计算题 8.如图所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q的电荷另一个电 荷量为+q的点电荷固定在该球壳的球心O处现在从球壳最左端挖去一个半径为r（rR）的小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何 9.已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为 2e/3，下夸克带电为-e/3，e为电子所带电量的大小。如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l=10-15m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。O M 识电荷间距离一定时电荷间的相互作用力随电荷量的增大而增大电荷量一定时电荷间的相互作用力随电荷间的距离的增大而减小库仑定律内容真空中两个点电荷之间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比跟它们之间的距离的电荷点电荷是一种理想化的物理模型它是模仿力学的质点概念而建立的严格理想化的点电荷应是一个带电的几何点这是不存在的当带电体间的距离比它们自身形体大得多以致带电体的形状和大小相互作用力的影响可以忽略不计时这定的使用库仑定律计算时各物理量的单位必是库仑力的特点是与之间的相互作用力是对的作用力也是对的作用力的大小是一对作用力和反作用力即大小相等方向相反应用库仑定律解题注意事项适用条件真空中两个点电荷之间的相互