第1章 2 库仑定律

第1章 2 库仑定律
第1章 2 库仑定律

2 库仑定律

[先填空]

1.概念:

当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的大小、形状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做点电荷.

2.点电荷是一种理想化的物理模型.

[再判断]

1.点电荷是一个带有电荷的几何点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化模型.(√)

2.球形带电体一定可以看做点电荷.(×)

3.很大的带电体也有可能看做点电荷.(√)

[后思考]

点电荷就是体积很小的带电体,这种说法对吗?为什么?

【提示】不对,体积很小的带电体也不一定能看做点电荷.

[合作探讨]

如图1-2-1所示,两质量分布均匀,半径为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离也为r.

图1-2-1

探讨1:若计算两球之间的万有引力大小,可否将两金属球看做质点?

【提示】可以.

探讨2:若两球带等量异种电荷,分析两球之间静电力时,可否将两球看做点电荷?

【提示】不能.

[核心点击]

1.点电荷是物理模型

只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,

实际中并不存在.

2.带电体看成点电荷的条件

如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,带电体就能看成点电荷.

3.注意区分点电荷与元电荷

(1)元电荷是最小的电荷量,其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值.

(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状,是带电个体,其带电荷量可以很大也可以很小,但它一定是元电荷的整数倍.

1.下列关于点电荷的说法中,正确的是()

A.只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷

B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷

C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷

D.一切带电体都可以看成是点电荷

【解析】能否把一个带电体看做点电荷,不能以它的体积大小或带电荷量多少而论,应该根据具体情况而定.若它的体积和形状可不予考虑时,就可以将其看成点电荷.故选C.

【答案】 C

2.下列哪些带电体可视为点电荷()

【导学号:34522003】A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷

B.在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷

C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷

D.带电的金属球一定不能视为点电荷

【解析】电子和质子在研究的范围非常小,可以与它的大小差不多时,不能看做点电荷.故A错误;在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷.故B错误;带电的细杆在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷.故C正确;带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷.故D错误.

【答案】 C

有关点电荷概念的两点提醒

(1)带电体能否看做点电荷,不取决于带电体的大小,而取决于它们的大小、

形状与距离相比能否忽略.

(2)同一带电体,在不同问题中有时可以看做点电荷,有时不能看做点电荷.

[先填空]

1.探究影响电荷间相互作用力的因素

(1)实验原理:如图1-2-2所示,小球受Q 的斥力,丝线偏转.F =mg tan_θ,θ变大,F 变大;θ变小,F 变小.

图1-2-2

(2)实验现象:

①小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小. ②小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大.

(3)实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小.

2.库仑定律

(1)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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.

(2)表达式:F =k q 1q 2

r 2,k 叫做静电力常量. (3)适用条件:真空中的点电荷.

(4)库仑扭秤实验测得静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2. 3.库仑的实验 (1)实验装置:

库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤.如图1-2-3所示,细银丝的下端悬挂一

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球B,B 与A所受的重力平衡.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之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小.

图1-2-3

(2)实验步骤:

①改变A和C之间的距离,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F与距离r的关系.

②改变A和C的带电荷量,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F与带电荷量q之间的关系.

(3)实验结论:

①力F与距离r的二次方成反比,即F∝1 r2.

②力F与q1和q2的乘积成正比,即F∝q1q2.

所以F∝q1q2

r2或F=k

q1q2

r2.

4.静电力叠加原理

(1)两个点电荷间的作用力不会(选填“会”或“不会”)因为第三个点电荷的存在而有所改变.

(2)两个或者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.

[再判断]

1.实验中电荷之间作用力的大小是通过丝线偏离竖直方向的角度显示的.(√)

2.根据库仑定律,只有两点电荷电量相等时,它们间的库仑力才相等.(×) 3.库仑定律只适用于计算真空中的两个点电荷之间的库仑力.(√) [后思考]

1.两带电小球间的距离非常小时,库仑力是否会无穷大?

【提示】 当r →0时,两球不能看做点电荷,库仑定律不再适用,即r →0时F 不为无穷大.

2.当两带电球相距较近时,F =k q 1q 2

r 2不再适用,是否意味着两球间不存在库仑力的作用?

【提示】 当r 较小时,不能用库仑定律计算库仑力的大小,但二者间仍存在库仑力.

[合作探讨]

如图1-2-4所示,两带电金属球的球心相距为r ,两金属球的半径均为R ,且不满足r ?R .

图1-2-4

探讨1:若两球带同种电荷,两球间的库仑力F 与k q 1q 2

r 2间的大小关系如何? 【提示】 F

探讨2:若两球带异种电荷,两球间的库仑力F 与k q 1q 2

r 2间的大小关系如何? 【提示】 F >kq 1q 2r 2. [核心点击]

1.库仑定律的适用对象

(1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力;空气中两点

电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算.

(2)两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,也适用库仑定律,二者间的距离就是球心间的距离.

2.应用库仑定律时应注意的问题

(1)应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小,力的方向根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则判断即可.

(2)各物理量要统一用国际单位,只有采用国际单位时,k 的值才是9.0×109 N·m 2/C 2.

3.库仑力的叠加

(1)对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和.

(2)电荷间的单独作用符合库仑定律,求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则.

3.半径相同的两个金属球A 、B (可以看做点电荷)带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F ,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开,这时A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( )

【导学号:34522004】

A.F

8 B.F 4 C.3F 8

D.3F 4

【解析】 两球相互吸引,说明带异种电荷,设电荷量分别为q ,假设A 球带正电,当第三个不带电的小球C 与A 球接触后,A 、C 两球带的电荷量平分,每球带电荷量为+q

2,当再把C 球与B 球接触后,两球的电量先中和,再平分,每球的带电量为-q 4,由库仑定律F =k q 1q 2

r 2可知,当移开C 球后,由于r 不变,

所以A 、B 两球之间的相互作用力的大小为F 1=F

8,故正确答案为A.

【答案】 A

4.如图1-2-5所示,有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上,已知:三角形边长为1 cm ,B 、C 电荷量为q B =q C =1×10

-5

C ,A 电荷量为q A =-2×10-6 C ,A 所受B 、C 两个电荷的静电力的

合力F 的大小和方向为( )

图1-2-5

A .180 N ,沿A

B 方向 B .180 3 N ,沿A

C 方向 C .180 N ,沿∠BAC 的角平分线

D .180 3 N ,沿∠BAC 的角平分线

【解析】 q B 、q C 电荷对q A 带电金属球的库仑力大小相等,故: F =F 1=F 2=kq A q B

r 2 =9×109×

×10-6×

×10-6

0.012

N =180 N

两个静电力,夹角为60°,故合力为: F ′=2F cos 30°=2×180 N×3

2=180 3 N 方向沿∠BAC 的角平分线 故选D. 【答案】 D

计算库仑力的基本步骤

(1)明确研究对象q1、q2,特别是电性和电荷量的关系.

(2)明确q1、q2之间的距离r.

(3)根据库仑定律F=k q1q2

r2列方程.

(4)根据同种电荷相斥,异种电荷相吸确定力的方向.

高中物理选修3-1第一章第二节静电力库仑定律同步练习随堂练习课后练习

静电力及库仑定律同步练习 1.(多选)在库仑扭秤实验中,对于库仑力的研究,用到了下述哪些思想方法() A.均分思想B.放大法 C.控制变量法D.补偿法 2. (2012·青岛二中高二检测)如图1-2-5所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定() A.两球都带正电 B.两球都带负电图1-2-5 C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D.两球受到的静电力大小相等 3.(2013·厦门一中高二检测)关于库仑定律,下列说法中正确的是() A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体 B.根据F=k q1q2 r2,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律 4. (2012·山师大附中高二检测)如图1-2-6所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是() A.速度变大,加速度变大 B.速度变小,加速度变小图1-2-6 C.速度变大,加速度变小 D.速度变小,加速度变大 5.(2012·海南第二中学高二期末)在真空中,两个点电荷原来带的电荷量分别为q1和q2,且相隔一定的距离.若先将q2增加为原来的3倍,再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半,则前后两种情况下两点电荷之间的库仑力之比为

() A.1∶6B.1∶12 C.12∶1D.6∶1 6. (多选)如图1-2-7所示,两根丝线挂着两个质量相同的小球A、B,此时上、下丝线的受力分别为F T A和F T B;如果使A、B均带正电,上、下丝线的受和F T B′,则() 力分别为F A.F T A′=F T A B.F T A′<F T A C.F T B′=F T B D.F T B′>F T B 图1-2-7 7.(2012·西安一中高二检测)设某星球带负电荷,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km的地方,相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘() A.向星球下落B.仍在原处悬浮 C.推向太空D.无法判断 8.(2011·海南高考)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变.由此可知() A.n=3B.n=4 C.n=5 D.n=6 9.(2012·新疆实验中学高二检测)如图1-2-8所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是() A.F1B.F2 C.F3D.F4 图1-2-8 10. (多选)(2012·泉州五中高二检测)把一带正电小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在如图1-2-9所示的位置,需在MN间放一带电小球b,则 () A.b球带正电,放在A点

第2节 库仑定律

第2节库仑定律 核心 素养 物理观念科学思维科学探究 1.知道点电荷的 概念。 2.理解库仑定律 的内容、公式及 适用条件。 1.通过抽象概括建立点电荷这种 理想化模型。 2.进一步了解控制变量法在实验 中的作用。 3.会用库仑定律进行有关的计算。 经历探究实验过 程,得出电荷间作 用力与电荷量及 电荷间距离的定 性关系。 知识点一探究影响电荷间相互作用力的因素 [观图助学] 小明同学用图中的装置探究影响电荷间相互作用力的因素。 带电小球A、B之间的距离越近,摆角θ越大,这说明它们之 间的库仑力越大。 1.实验原理:如图所示,小球B受Q的斥力,丝线偏离竖直 方向。 F=mg tan__θ,θ变大,F变大。 2.控制变量法 探究某一物理量与其他两个物理量的关系时,应先控制一个量不变,来研究另外两个量之间的关系,然后再控制另一个量不变,研究其他两个量之间的关系,最后总结出要研究的各个量之间的关系,这种控制变量研究其他量关系的方法叫控制变量法。 3.实验现象 (1)小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小。 (2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越

大。 4.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。 [思考判断] (1)电荷之间相互作用力的大小只决定于电荷量的大小。(×) (2)两电荷的带电荷量一定时,电荷间的距离越小,它们间的静电力就越大。(√) 知识点二库仑定律 [观图助学] 观察上图,说出同种电荷和异种电荷之间的作用力的特点,试猜想:电荷与电荷之间的作用力与哪些因素有关?满足什么规律呢? 1.库仑力:电荷间的相互作用力,也叫作静电力。 2.点电荷:带电体间的距离比自身的大小大得多,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忽略时,可将带电体看作带电的点,即为点电荷。 3.库仑定律 (1)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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式:F=k q1q2 r2,k=9.0×10 9__N·m2/C2,叫作静电力常量。 (3)适用条件:真空中的点电荷。 4.库仑力的叠加 (1)两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。 (2)两个或者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其作用力的矢量和。 [思考判断]

第一章 第2节 库仑定律

第2节 库仑定律 1.点电荷是理想模型,当带电体的大小和形状在研究的问 题中的影响可以忽略时,带电体可被看成点电荷。 2.库仑定律表达式为F =k q 1q 2r 2,此式仅适用于真空中的 点电荷。静电力常量k =9.0×109 N·m 2 /C 2 。 一、探究影响电荷间相互作用力的因素 1.实验原理:如图1-2-1所示,小球受Q 的斥力,丝线偏转。 图1-2-1 F =mg tan_θ,θ变大,F 变大。 2.实验现象 (1)小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小。 (2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大。 3.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。 二、库仑定律 1.库仑力:电荷间的相互作用力,也叫做静电力。 2.点电荷:带电体间的距离比自身的大小大得多,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忽略时,可将带电体看做带电的点,即为点电荷。 3.库仑定律 (1)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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式:F =k q 1q 2 r 2,k =9.0×109_N·m 2/C 2,叫做静电力常量。 (3)适用条件:真空中的点电荷。 三、库仑的实验

1.实验装置:库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图1-2-2所示,细银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球B ,B 与A 所受的重力平衡。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 之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。 图1-2-2 2.实验步骤 (1)改变A 和C 之间的距离,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与距离r _的关系。 (2)改变A 和C 的带电荷量,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与带电荷量q _之间的关系。 3.实验结论 (1)力F 与距离r 的二次方成反比,即F ∝1r 2。 (2)力F 与q 1和q 2的乘积成正比,即F ∝q 1q 2。 所以F ∝ q 1q 2r 2或F =k q 1q 2r 2。 1.自主思考——判一判 (1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比。(×) (2)实验表明两个带电体的距离越大,作用力就越小。(√) (3)点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化模型。(√) (4)球形带电体一定可以看成点电荷。(×) (5)很大的带电体也有可能看做点电荷。(√) 2.合作探究——议一议 (1)比较库仑定律F =k q 1q 2r 2 与万有引力定律F =G m 1m 2 r 2,你会发现什么? 提示:仔细观察,我们会发现它们有惊人的相似:两个公式中都有r 2,即两种力都与距离的二次方成反比;两个公式中都有与作用力有关的物理量(电荷量或质量)的乘积,且两种力都与乘积成正比;这两种力的方向都在两个物体的连线上。对静电力与万有引力进行

第一章 2库仑定律

2库仑定律 [学科素养与目标要求] 物理观念:1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件. 科学探究:经历探究实验过程,得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系. 科学思维:1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算. 一、探究影响电荷间相互作用力的因素 1.实验现象:(如图1所示) 图1 (1)小球带电荷量一定时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度. (2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度.2.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而,随着距离的增大而.二、库仑定律 1.点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小,以致带电体的、______及对它们之间的作用力的影响可以忽略时,带电体可以看做.2.库仑定律 (1)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,与它们的距离的成反比,作用力的方向在. (2)公式:F=k q1q2 2/C2,叫做静电力常量. r2,其中k=N·m (3)适用条件:①;②. 3.库仑的实验 (1)库仑扭秤实验是通过悬丝比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的成反比. (2)库仑在实验中为研究F与q的关系,采用的是用两个的金属小球接触,电荷量的方法,发现F与q1和q2的成正比.

1.判断下列说法的正误. (1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时,必须采用控制变量法.() (2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.() (3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷.() (4)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力.() 2.真空中两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍,电荷量都增大为原来的2倍.它们之间静电力的大小变为原来的________倍. 一、库仑定律的理解与应用 1.点电荷 (1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在. (2)带电体能否看成点电荷视具体问题而定,不能单凭它的大小和形状下结论.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多,则带电体的大小及形状就可以忽略,此时带电体就可以看成点电荷. 2.库仑定律 (1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用,一般没有特殊说明的情况下,都可按真空来处理. (2)当r→0时,电荷不能再看成点电荷,库仑定律不再适用. (3)两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律.不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大. (4)两个规则的带电球体相距比较近时,电荷的分布会发生改变,库仑定律不再适用. 例1下列说法中正确的是() A.点电荷就是体积小的带电体 B.带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷 C.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷 D.根据库仑定律表达式F=k q1q2 r2,当两电荷之间的距离r→0时,两电荷之间的库仑力F→∞例2甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16C的正电荷,乙球带有3.2×10-16C的负电荷,放在真空中相距为10cm的地方,甲、乙两球的半径均远小于10cm.(结果保留三位有效数字) (1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力? (2)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?

第一章第二节静电力库仑定律第一课时

静电力库仑定律 【教学目标】 (1)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。 (2)了解两种电荷间的作用规律,掌握库仑定律的内容及其应用。 【教学重点】 掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律 【教学难点】 真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律 【教学媒体】 1、演示实验:有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、铝箔包好的草球、 表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。 2、课件:库仑扭秤实验模拟动画。 【教学安排】 【新课导入】 从上节课我们学习到同种电荷相吸引,异种电荷相排斥,这种静电荷之间的 相互作用叫做静电力。力有大小、方向和作用点三要素,我们今天就来具体学习 一下静电力的特点。 【新课内容】 1.静电力与点电荷模型 (1)静电力的作用点——作用在电荷上,如果电荷相对于物体不Array能自由移动,则所有电荷受力的合力就是带电体的受力(可视为作用 在物体的电荷中心上,怎么找电荷的中心呢?——如果形状规则的物体所带 电荷又是均匀分布的话,电荷中心可看作在物体的几何中心上。如:右图1 为一均匀带电的环性物体,其电荷可看集中在圆心处) (2)静电力的方向——沿着两电荷的连线。 (3)静电力的大小(电荷A对B与B对A的力等大反向,与所带电荷多少无关) i.猜想:可能与哪些因素有关,说出猜测的理由?(与电荷所带电量有关,电 量越大,力越大,理由——放电导致电量减小后,验电器的金箔张角减小说 明斥力减小;也与电荷间的距离有关,带电物体靠近时才能吸引轻小物体,

离的远时吸不起来) ii.定性实验: 如图2,先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处,然后把铝箔包好 的草球系在丝线下,分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带 上正电,把草球先后挂在P1、P2、P3的位置,带电小球受到A 的 作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在P1、P2、P3各点受到的A的作用力依次减小;再增大丝线下端带电小球的电量,观察实验发现,在同一位置小球受到的A的作用力增大了。 教师总结:该实验说明了电荷之间的相互作用力大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。教师补充说明,考虑到带电体的受力是所带电荷受力的合力的问题,这个静电力大小其实还会与物体的体积、形状、电荷分布有关。因此,我们今天只研究一个简化的模型——点电荷。(回顾:质点的概念,当物体的形状与两物体间的距离相比可以忽略的时候,可以忽略物体的形状和大小,将物体看做质点。) 板书:1、当带电体的尺寸与它们之间的距离相比可以忽略的时候,可以将带电体看作点电荷。 什么是点电荷?简而言之,带电的质点就是点电荷。点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。正像质点是理想的模型一样,点电荷也是理 想化模型。真正的点电荷是不存在的,但是,如果带电体间的距离比它 们的大小大得多,以致带电体的形状和大小对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点电荷。均匀带电球体或均匀带电 球壳也可看成一个处于该球球心,带电量与该球相同的点电荷。 iii.如何设计实验来寻找关系式?(方法——控制变量) 先要保持带电物体的电荷大小不变,改变其距离,探究静电力与距离的关系,然后再保持两物体间距不变,改变电量,探究静电力与电量大 小的关系。 问题1——如何测量静电力的大小?(可参考前面定性实验的方法,

黄山中学——第2节库仑定律

课题:库仑定律主备人:曲金城审核人:赵金福日期:2014-8-31 学习目标:1。了解点电荷模型 2.掌握库仑定律及其应用 3.弄清库仑定律的适用条件 重点:库仑定律的理解 难点:库仑定律应用 学习过程及内容 一、学前准备 1、基本常识:自然界有种电荷,一种是电荷,另一种是电荷。所有带电体的电荷量都是电子(或质子)电荷量的倍。元电荷是指; 比荷是指。 2、完全相同的带电导体相互接触,电荷量的分配规律是。 二、自主探究 阅读课本第5至第8页,回答下列问题 1、电荷之间的相互作用力称为 2、影响电荷间相互作用力的因素 实验表明,电荷之间的作用力随的增大而增大,随的增大而减小 3、当带电体间的距离比它们自身的大小大的多以至于带电体的、及对它们之间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作带电的点,叫做点电荷。 三、师生合作,共同探究 1、真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成,与它们距离的平方成,作用力的方向在它们的上 2、库仑定律的公式,式中k叫做,k的数值是。 3、库仑定律成立的条件是。 四、思考 1、什么样的带电体可以看成是点电荷? 2、在库伦那个时代,还不知道怎样测量物体所带的电荷量,库伦是采用什么方法来得到物体带电量的定量关系的?

五、例题与练习 【例题1】要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是( ) A. 每个点电荷的电荷量都增大到原来的两倍,电荷间的距离不变 B. 保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的两倍。 C. 使一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离变为原来的1/2 D. 保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷的距离变为原来的1/4. 【例题2】、电荷之间作用力的合成 书本P8的例题2 【例题3】如图所示,半径相同的两个金属小球A 、B ,带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F .今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开.这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( ) A .8F C .8 3F B . 4F D .43F 六、随堂练习 1.关于点电荷的说法,正确的是( ) A .只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 B .体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C .点电荷一定是电量很小的电荷 D .两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 2.库仑定律的适用范围是( ) A .真空中两个带电球体间的相互作用 B .真空中任意带电体间的相互作用 C .真空中两个点电荷间的相互作用 D .真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律

第一章 2库仑定律-黄皮

2 库仑定律-黄皮 1.(多选)对于库仑定律,下列说法正确的是( ) A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F =k q 1q 2r 2 B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律 C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等 D .当两个半径为r 的带电金属球中心相距为2r 时,对于它们之间的作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量多少 2.如图1所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( ) 图1 A .两球都带正电 B .两球都带负电 C .大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D .两球受到的静电力大小相等 3.(2018·东北师大附中高二期中)两个点电荷所带电荷量分别为2Q 和4Q .在真空中相距为r ,它们之间的静 电力为F .现把它们的电荷量各减小一半,距离减小为r 4 .则它们间的静电力为( ) 4.(2018·人大附中高二期中)使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( ) A .2∶1 B .4∶1 C .16∶1 D .60∶1 5.如图2所示,在一条直线上的三点分别放置Q A =+3×10-9 C 、Q B =-4×10-9 C 、Q C =+3×10- 9 C 的 A 、 B 、 C 点电荷,则作用在点电荷A 上的库仑力的大小为( ) 图2 A .9.9×10-4 N B .9.9×10-3 N C .1.17×10-4 N D .2.7×10- 4 N 6.如图3所示,直角三角形ABC 中∠B =30°,点电荷A 、B 所带电荷量分别为Q A 、Q B ,测得在C 处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左,则下列说法正确的是( ) 图3 A .A 带正电,Q A ∶Q B =1∶8 B .A 带负电,Q A ∶Q B =1∶8 C .A 带正电,Q A ∶Q B =1∶4 D .A 带负电,Q A ∶Q B =1∶4

第2节 静电力 库仑定律(基础题)

库仑定律 一、选择题(每小题5分,共50分) 1.点电荷是静电学中的第一个理想模型,它是指( )。 A .球形带电体 B .体积很小的带电体 C .带电量很小的带电体 D .形状和大小对相互作用力的影响可以忽略的带电体 1、关于点电荷概念,下列说法正确的是( D ) A 、点电荷就是电荷量很小的电荷 B 、点电荷就是体积很小的电荷 C 、体积较大的带电体,不能看作点电荷 D 、带电体能否看作点电荷,要视实际情况而定 1.关于对元电荷的理解,下列说法正确的是( C ) A .元电荷就是电子 B .元电荷就是质子 C .元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 D .元电荷是带电荷量最小的带电粒子 2.关于库仑定律.以下说法中正确的是( ) A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体 B .库仑定律是实验定律 C .库仑定律仅对静止的点电荷间相互作用才正确 D .根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大 2.关于库仑定律的公式2 21r Q Q k F ,下列说法中正确的是( B ) ①.当真空中两个电荷间距离r →∞时,它们间的静电力F →0 ②.当真空中两个电荷间距离r →0时,它们间的静电力F →∞ ③.当两个电荷间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了 ④.当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了 A 、①② B 、①④ C 、②③ D 、③④ 2.对于库仑定律,下列说法正确的是 ( C ) A .凡计算两个点电荷间的作用力,就可以使用公式 B .两个带电小球即使距离非常近,也能用库仑定律 C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定 相等 D .两个点电荷的电两个减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间的库 仑力减为原来的一半 3、两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量为Q.两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( B ) A.等于2 29r Q k B.大于2 29r Q k C.小于2 29r Q k D.等于2 29r Q k 3.A 、B 两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到A 、B 附近时,A 、B 间相互

高中物理必修配套资料第一章第2节 库仑定律

第一章 静电场 第2节 库仑定律 [课时作业] 一、单项选择题 1.在真空中有两个带电小球,带电荷量分别是q 1和q 2,则( ) A.电荷量大的小球受到的库仑力大 B.电荷量小的小球受到的库仑力大 C.两个小球受到的库仑力大小相等 D.只有两个带电小球所带电荷量相等,它们受到的库仑力的大小才相等 解析:由F =k Q 1Q 2r 2 可知,库仑力的大小与两电荷的带电荷量的乘积成正比,与单个带电体的电荷量无关,故A 、B 错误;库仑力是电荷间的相互作用力,遵守牛顿第三定律,故C 正确,D 错误. 答案:C 2.用控制变量法可以研究影响电荷间相互作用力的因素. 如图所示,O 是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小 球先后挂在横杆上的P 1、P 2、P 3等位置,可以比较小球在 不同位置所受带电物体的作用力的大小.这个力的大小可 以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来.若物体O 的电荷量用Q 表示,小球的电荷量用q 表示,物体与小球间距离用d 表示,物体和小球之间的作用力大小用F 表示.则以下对该实验现象的判断正确的是( ) A.保持Q 、q 不变,增大d ,则θ变大,说明F 与d 有关 B.保持Q 、q 不变,减小d ,则θ变大,说明F 与d 成反比 C.保持Q 、d 不变,减小q ,则θ变小,说明F 与q 有关 D.保持q 、d 不变,减小Q ,则θ变小,说明F 与Q 成正比 解析:保持Q 、q 不变,根据库仑定律公式F =k Qq d 2,增大d ,库仑力变小,则θ变小, 减小d ,库仑力变大,则θ变大,实验表明,随着d 的减小,F 增大,不能说明F 与d 成反比,故A 、B 错误;保持Q 、d 不变,减小q ,则库仑力变小,θ变小,知F 与q 有关,故C 正确;保持q 、d 不变,减小Q ,则库仑力变小,θ变小,只能说明随着Q 减小,F

第一章2 库 仑 定 律—2020-2021 高中物理选修3-1学案

2库仑定律 素养目标定位) ※ 知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法 ※※掌握库仑定律的内容及公式,会用库仑定律求解有关问题 ※通过静电力和万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性 , 素养思维脉络) 知识点1探究影响电荷间相互作用力的因素 实验 原理 如图所示,小球B受Q的斥力,丝线偏转。 B球平衡时,__F=mg tan_θ__,θ变大,__F变大__ 实验现象(1)小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越__小__;(2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越__大__ 实验结论 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而__增大__,随着距离的增大而__减小 __ 1.库仑力 电荷间的__相互作用力__,也叫做静电力。 2.点电荷 (1)点电荷是只有电荷量,没有__大小、形状__的理想化的模型,类似于力学中的__质点__,实际并不存在。 (2)特点 ①带电体间的距离比它们自身的大小__大得多__;

②带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的__作用力__的影响可以忽略。 3.库仑定律 (1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F 的大小,与它们的电荷量q 1、q 2 的__乘积__成正比,与它们的距离r 的__二次方__成反比,作用力的方向在它们的__连线__上。 (2)表达式:F =__k q 1q 2 r 2__,其中静电力常量k =__9.0×109__N·m 2/C 2。 方向:在两点电荷的连线上,同种电荷__相斥__,异种电荷__相吸__。 (3)适用范围:__真空中的点电荷__。 知识点3 库仑的实验 1.实验装置 库仑扭秤(如图所示) 2.实验步骤 (1)改变A 和C 之间的距离,记录每次悬丝 扭转的角度,便可找出力F 与__距离r __的关系。 (2)改变A 和C 的带电荷量,记录每次悬 丝扭转的角度,便可找出力F 与__电荷量q __之 间的关系。 3.实验结论 (1)力F 与距离r 的二次方成反比,即__F ∝1 r 2__。 (2)力F 与q 1和q 2的乘积成正比,即__F ∝q 1q 2__。所以F ∝q 1q 2r 2或F =k q 1q 2 r 2。 思考辨析 『判一判』 (1)两电荷的带电量越大,它们间的静电力就越大。( × ) (2)两电荷的带电量一定时,电荷间的距离越小,它们间的静电力就越大。( √ ) (3)很小的带电体就是点电荷( × ) (4)两点电荷之间的作用力是相互的,其方向相反,但电荷量大的对电荷量小的电荷作

高中物理 第一章 第2节 库仑定律课时作业 新人教版选修31

第2节 库仑定律 1.电荷之间存在着相互作用力称为静电力或库仑力,在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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2.库仑定律的表达式是:F =k q 1q 2r 2,其中k =9.0×109_N·m 2/C 2 . 3.下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A .只有体积很大的带电体才能看成点电荷 B .体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C .一切带电体都能看成点电荷 D .当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷 答案 D 解析 带电体能否被看成点电荷,与它们的体积大小无关.当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷. 4.库仑定律的适用范围是( ) A .真空中两个带电球体间的相互作用 B .真空中任意带电体间的相互作用 C .真空中两个点电荷间的相互作用 D .真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律 答案 CD 5.两个点电荷相距r 时相互作用为F ,则( ) A .电荷量不变距离加倍时,作用力变为F /2 B .其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F C .每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F D .每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变 答案 D 解析 由F =k q 1q 2r 2知,若q 1、q 2不变,而r 变为原来的两倍时,则F 要变为原来的1 4 , 故选项A 不正确;若其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离减半时,则作用力变为原来的两倍,故选项B 错误;若每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时,则作用力保持不变,故C 错,D 对. 【概念规律练】 知识点一 库仑定律的适用条件 1.关于库仑定律,下列说法正确的是( ) A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体 B .根据F =k q 1q 2 r 2 ,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大 C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力 D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律 答案 D 2.两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2,当两球心相距3R 时,相互作用的静电力大小为( )

第2节 静电力 库仑定律

第2节 静电力 库仑定律 (对应人教A 的) 情景导入 知识互动: 知识点一、点电荷 1、点电荷:点电荷是只有电荷量,而没有大小、形状的理想化模型,与力学中学过的“质点”的概念类似,实际中并不存在. 疑难解析:什么样的带电体可以看做点电荷呢?并不是带电体的体积足够小,就可以看成点电荷.一个带电体能否看成点电荷决定于自身的大小、形状与所研究问题之间的关系,如果带电体的形状与大小对研究的问题没有影响或影响小到可以忽略不计,那就可以看做是点电荷。这是一种抓主要因素忽略次要因素的研究方法。 知识点二、库仑定律: 1、内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比;作用力的方向在它们的连线上,这一规律称为库仑定律. 2、表达式: 221r Q Q k F =,其中k 是静电力常量,92-29.010N m /C k =??,其意义为:两个电荷量为1C 的点电荷在真空中相距1m 时,相互作用力为×109N . 3、库仑定律的适用条件: ①真空中(空气中也近似成立). ②点电荷:即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计. 【疑难点拨】 ①库仑力是一种“性质力”:库仑力也叫静电力,它是电荷之间的一种相互作用力,是一种“性质力”,与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性.电荷间相互作用的库仑力也同样遵循牛顿第三定律.在实际应用时,与其他力一样,受力分析时不能漏掉. ②当多个点电荷同时存在时,任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律,任一点电荷所受的库仑力可利用矢量合成的平行四边形定则求出合力. ③在应用库仑定律时,q 1、q 2可只代入绝对值算出库仑力的大小, 再由同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断方向. 知识点三、引力常量的测量 1、测量引力常量的困难: ①这种作用力非常小,没有足够精密的测量器具;②那时连电 量的单位都没有,当然就无法比较电荷的多少了;③带电体上电荷 的分布不清楚,难以确定相互作用的电荷之间的距离. 2、库伦的解决方法: (1)用扭称装置显示微小的力: 图 同学们已经知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,但两电荷间作用力的大小与哪些因素有关?同学们可以提出自己的总总猜想,比如:与两球的带电量的多少、两球之间的距离……,本节就来探讨影响静电力大小的因素,给出计算静电力大小的公式.

第2节库仑定律

第1章静电场 第2节库仑定律 【学习目标】编写:王振营审核: 1.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律. 2.会用库仑定律进行有关的计算. 3.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 【课堂探究】 1.电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 问题:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢? 结论:电荷之间存在着相互作用力,力的大小与有关,电量越大,距离越近,作用力就越;反之电量越小,距离越远,作用力就越。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。 2.库仑定律内容: 3.库仑定律表达式: 4.库仑定律的适用条件: 5.点电荷:

【典型例题】 例1.试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.已知电子的质量m =9.10×10-31kg,质子的质 1 =1.67×10-27kg.电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C. 量m 2 例2.真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6C,求它们所受的库仑力. 【课堂练习】 1.关于点电荷的下列说法中正确的是: A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 B.点电荷是客观存在的. C.点电荷一定是电量很小的电荷 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 2.库仑定律的适用范围是. A.真空中两个带电球体间的相互作用 B.真空中任意带电体间的相互作用

C.真空中两个点电荷间的相互作用 D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律 3.A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将. A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.不能确定 4.对于库仑定律,下列说法正确的是 A.凡计算两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式 22 1 r Q Q K F B.两个带电小球相距非常近时,也能用库仑定律 C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电量是否相同,所受的库仑力大小一定相等 D.两个点电荷的电量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间的库仑力减为 原来的一半 5.如图所示,三个完全相同斩金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b 带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是 A.F 1 B.F 2 C.F 3 D.F 4 6.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 7.两个点电荷甲和乙同处于真空中. ⑴甲的电量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍. ⑵若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍;

第二节库仑定律

第二节:库仑定律 题型一:点电荷的理解 1.1、关于点电荷的说法,正确的是 ( ) A .只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B .体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C .当两个带电体的大小及形状对它们之间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 D .一切带电体都可以看成点电荷 答案为C 。 1.2、关于库仑定律的公式F =k q 1q 2r 2,下列说法正确的是( ) A .当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时,它们之间的静电力F →0 B .当真空中的两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞ C .当真空中的两个电荷之间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了 D .当真空中的两个电荷之间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了 题型二:库仑定律计算 2.1、两个相同的金属小球(可看作点电荷),带电量之比为1:7,在真空中相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上, 则它们间的库仑力可能是原来的 ( ) A .4/7 B .3/7 C .9/7 D .16/7 答案:CD 2.2、半径为R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上,若两球都带有等量同种电荷Q 时相互之间的库仑力为F 1,两球带等量异种电荷Q 与-Q 时库仑力为F 2,则 ( ) A 、F 1>F 2 B 、F 1m 2,则θ1>θ2 B .若m 1=m 2,则θ1=θ2 C .若m 1θ2 D .若q 1=q 2,则θ1=θ2 答案 BC 2.4、如图7所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2, θ分别为30°和45°,则q 2q 1 为( )

1.2静电力 库仑定律

第2节静电力库仑定律(2课时) 【教学目的】 (1)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。 (2)了解两种电荷间的作用规律,掌握库仑定律的内容及其应用。 【教学重点】 掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律 【教学难点】 真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律 【教学媒体】 演示实验:有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。 课件:库仑扭秤实验模拟动画。 【教学安排】 【新课导入】 从上节课我们学习到同种电荷相吸引,异种电荷相排斥,这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。力有大小、方向和作用点三要素,我们今天就来具体学习一下静电力的特点。 【新课内容】 1.静电力的三要素的探究/点电荷模型 (1)静电力的作用点——作用在电荷上,如果电荷相对于物体不 能自由移动,则所有电荷受力的合力就是带电体的受力(可视为作 用在物体的电荷中心上,怎么找电荷的中心呢?——如果形状规则 图1 的物体所带电荷又是均匀分布的话,电荷中心可看作在物体的几何中心上。 如:右图1为一均匀带电的环性物体,其电荷可看集中在圆心处) (2)静电力的方向——沿着两电荷的连线。 (3)静电力的大小(电荷A对B与B对A的力等大反向,与所带电荷多少无 关) i.猜想:可能与哪些因素有关,说出猜测的理由?(与电荷所带电量有 关,电量越大,力越大,理由——放电导致电量减小后,验电器的金 箔张角减小说明斥力减小;也与电荷间的距离有关,带电物体靠近时 才能吸引轻小物体,离的远时吸不起来) ii.定性实验: 如图2,先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处,然后把铝 箔包好的草球系在丝线下,分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和 草球带上正电,把草球先后挂在P1、P2、P3的位置,带电小球受 到A 的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验 发现带电小球在P1、P2、P3各点受到的A 的作用力依次减小;再增大丝线下

第一章第2节库仑定律

第2节 库仑定律 1.电荷之间存在着相互作用力称为静电力或库仑力,在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,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2.库仑定律的表达式是:F =k q 1q 2r 2,其中k =9.0×109_N·m 2/C 2. 3.下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A .只有体积很大的带电体才能看成点电荷 B .体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C .一切带电体都能看成点电荷 D .当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷 答案 解析 带电体能否被看成点电荷,与它们的体积大小无关.当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷. 4.库仑定律的适用范围是( ) A .真空中两个带电球体间的相互作用 B .真空中任意带电体间的相互作用 C .真空中两个点电荷间的相互作用 D .真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律 答案 5.两个点电荷相距r 时相互作用为F ,则( ) A .电荷量不变距离加倍时,作用力变为F /2 B .其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F C .每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时,作用力为4F D .每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时,作用力不变 答案 解析 由F =k q 1q 2r 2 知识点一 库仑定律的适用条件 1.关于库仑定律,下列说法正确的是( ) A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体 B .根据F =k q 1q 2r 2,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大 C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力 D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律 知识点二 库仑定律的基本应用 3.两个点电荷带有相等的电荷量,要求它们之间相距1 m 时的相互作用力等于1 N ,则每个电荷的电荷量是多少?等于电子电荷量的多少倍? 4.两个半径相同的金属小球,带电荷量之比为1∶7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的( ) A.47 B.37 C.97 D.167 点评 电性相同的球接触后电荷量平分,是库仑当年从直觉得出的结果,也是库仑实验

静电力库仑定律

第2节静电力__库仑定律 1. 点电荷:带电体本身的线度比相互之间的距离小得多,带电体的形状、大小对它们之间的相互作用力的影响以。 2.库仑定律:真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小,跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比,跟它们的距离r 的二次方成反比;作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥、异种电荷相吸。 公式:F =k Q 1Q 2 r 2,k =9.0×109N·m 2/C 2 3.静电力叠加原理:任一带电体受多个带电体作用,其所受静电力合力,就是这几个力的矢量和。 1.静电力 (1)定义:电荷间的相互作用力,也叫库仑力。 (2)影响静电力大小的因素:两带电体的形状、大小、电荷量、电荷分布、二者间的距离等。 2.点电荷 (1)物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。 (2)两个带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大。 [重点诠释] 1.带电体看做点电荷的条件

(1)带电体能否看做点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是两个比较大的带电体,只要它们之间的距离足够大,也可以视为点电荷。 (2)带电体能否看做点电荷是相对于具体问题而言的,只要在测量精度要求的范围内,带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体就可视为点电荷。 2.对元电荷、点电荷的区分 (1)元电荷是最小的电荷量,用e 表示,e =1.6×10-19 C ,任何一个带电体的电量都是元 电荷的整数倍。 (2)点电荷是一个理想化的模型,实际并不存在,类似于力学中的质点,可以有质量,其电荷量是元电荷的整数倍。 1.下列关于点电荷的说法中,正确的是( ) A .只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B .体积很大的带电体一定不是点电荷 C .当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看成点电荷 D .任何带电体,都可看成电荷全部集中于几何中心的点电荷 解析:一个带电体能否看成点电荷,不在于其大小或形状,而是取决于其大小和形状对所研究的问题的影响。 答案:C 1.库仑定律 (1)内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小,跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比,跟它们的距离r 的二次方成反比;作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥,异种电荷相吸。 (2)公式:F =k Q 1Q 2 r 2。 (3)静电力常量k =9.0×109_N·m 2/C 2。 (4)适用条件:真空中的点电荷,对空气中的点电荷近似适用。 2.静电力叠加原理 对于两个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的总的静电力,等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。 [重点诠释]

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