库仑静电力.docx

1、库仑静电力物理教科选修31第1期1 点电荷的概念.2.库仑定律的理解和应用.1.如果一个带电体它本身的 比起它到其他带电体的距离 .那么在研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布 情况，把它看成一个带电的点.这样的电荷称为 荷的电荷量不变，距离增大时，作用力 ;距离减小时,作用力 .3.探究电荷间相互作用力的大小跟电荷量的关系:保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时,作用力 ;电荷量减小时，作用力 .4.库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成 ，与它们之间的距离的平方成 ，作用力的方向沿着这两虽木阳教肓个点电荷的 ,其表达式F二 ,

2、式中k叫做静电力常量広的数值是 .5.在研究微观带电粒子的相互作用时，通常可以 万有引力.新初探究图11、点电荷【观察与思考1】如图1所示,体积为5 cm啲一导体小虽木阳刘育Si X2H CA I Ills球4带有1.6x10菠C的正电荷.问题1答:导体小球A定能被看做点电荷吗?为什么?问题2答：导体小球A能被看做点电荷的条件是什么？且题3导体小球A被看做点电荷的方法叫什么模型 法?与我们学过的哪个物理模型相似？答:_.问题4导体小球人所带电荷量与元电荷一样吗?导体 小球A所带电荷量与元电荷所带电荷量有什么关系？答:教师说明:点电荷是不考虑带电体的大小和形状的nr 想化的带电体，其带电荷量可以

3、很大也可以很小，但一 定是元电荷的整数倍.【案例探究1】关于点电荷下列说法正确的是（）A.点电荷可以是带电荷量很多的带电体B.带电体体积很大时不能看成点电荷C.点电荷的带电荷量可能是2.56x1020 CD.个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 解析:一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题 而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来 判断,故选项A、D均正确,B错误;因为任何带电体的电 荷量都是元电荷的整数倍,故选项C错误.本题的正确 答案为AD.二、库仑定律图2【观察与思考2】如图2所示人是一个固定摆放的専笨 小球,B、C是两个相同的轻质导体小球，使A、B、C带 同种电荷，且B、C

4、的电荷量相等.问题5将A移到B、C连线的中点,此时可观察到B、C 与竖直方向有一定的偏角且相等，表明43、AC电荷之 间存在相互作用力，这个力叫什么力？答:_.问题6当A向左移动时，可观察到B、C偏角如何变 化？问题7实验表明，保持电荷的电荷量不变,当厂增大时, 它们之间的静电力F的大小如何变化？c不带电图3【观察与思考3】如图3所示A是一个固定摆放的导体虽木阳软肓SfXIH f Al IO.V小球0、C是两个相同的轻质导体小球/吏A、B带同和 电荷,C不带电，将A移到B、C连线的中点，观察B的偏角 的大小，然后将4移走.图4问题8如图4所示，设B原来的电荷量为q,使不带电的 C与B接触一下即

5、分开，这时B、C各带多少电荷量?当将A再次移到B、C连线的中点时，观察B的偏角比原莱 增大了还是减小了？答:_.问题9:实验表明,保持电荷的距离不变，当B的电荷量减 少时之间的静电力F的大小如何变化？答:_.问题10在【观察与思考2】与【观察与思考3】中均 采用了什么科学方法？图5【观察与思考4】如图5所示A是一个固定摆放的导体 小球,B、C是两个相同的轻质小球，使A、B带正电荷,C 带负电荷.问题11将4移到B、C之间,观察到4B、4C之间是靠 近还是远离?说明4B之间、4C之间存在引力还是斥 力？AB、AC之间静电力的方向是否在它们的连线上?答:问题12同种电荷及异种电荷之间的相互作用规律

6、是 怎样的？答:_.问题13从【观察与思考2】、【观察与思考3】和【观察与思考4】可得岀两个点电荷之间的静电力有申严 么规律?这一结论叫什么定律?其大小可由怎样的公式 计算？ 答: 教师说明:库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作 用,点电荷在空气中的相互作用也可以应用.(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集 中于球心的点电荷/为两球心之间的距离.(2)对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新 分布.(3)库仑力在10ri(Trn的范围内均有效,但不能根据公 式错误地推论:当厂趋近零时,F趋近无穷大,事实上，在这 样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了.【案例探究2】对于库

7、仑定律，下列说法正确的是 ( )A.只要是计算真空中两个带电体间的相互作用力，就 可使用公式於鱼芈rB.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计 算它们间的库仑力C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相 同，它们受到的库仑力大小一定相等D.库仑定律中的静电力常量只是一个比例常数,W 数值，没有单位解析:库仑定律的表达式F=也孕的适用条件是真空中 的点电荷,而不是任意情况下的带电体，选项A错误;两 个带电小球相距非常近时,已经不能再看做点电荷了， 选项B错误;两个点电荷之间的库仑力互为作用力与反 作用力，选项C正确;静电力常量=9.0xl09 N-m2/C2,选项 D错误.本题的正确

8、答案为C.A图6【案例探究3】如图6所示,两个带电小球4、B的质車 分别为阻、肌2,带电荷量分别为G、血小球静止时，两 悬线与竖直方向的夹角分别为&、仇,且两球恰好处于 同一水平面上下列说法正确的是（ ）A.若 G 二 $2,贝朋 1 = &2B.若 Q1VQ2,贝 1）。1&2C.若加1=加2,则&1=&2D.若加1 &2解析:4、B之间的静电力是作用力和反作用力的关款 所以4、B带的电荷量关系无论怎样变化，它们受到的 静电力总是大小相等、方向相反，对其中一球进行受 力分析，由平衡条件有FMgtan。，得tan 0= fW见,质 也g量相同，悬线与竖直线的偏角相同;质量越大，悬线与竖 直线的

9、偏角越小.故选项C、D均正确.本题的正确答案 为CD.街我：检测1.关于库仑定律，下列说法中正确的是（ ）A.库仑定律适用于真空中两个点电荷间的相互作用， 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.库仑定律不适用于运动电荷间的相互作用D.根据库仑定律公式可知，当两个点电荷间的距离趋 近于零时,库仑力趋近于无穷大2.相隔一段距离的两个点电荷,它们之间的静电力为F, 现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍,同时将 它们间的距离也变为原来的2倍,则它们之间的静电力A.f B.2F CAF Dfa 0 -pi图73.如图7所示，三个完全相同的金属小球、b、c位于等 边三角形的三个顶点上

10、Q和C均带正电0带负电卫所带 电荷量的大小比b的小.已知C受到。和5的静电力的苔 力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（）A.Fi B.F2C.F3 D.F44.半径为7?的绝缘圆环上均匀地带有电荷量为+Q的电 荷，另一带电荷量为+Q的点电荷放在圆环圆心。处，由 于对称性，点电荷受力为零.现在圆环上截去一小段 AB=L（LR）.已知静电力常量为怎如图8所示，则此时置于圆心处的点电荷所受到的静电力如何?A B图8虽木阳软宥单元测试卷、选择题1关于点电荷，下列说法正确的是（ ）A.只有体积很小的带电体才能看做点电荷B.体积很大的带电体一定不能看做点电荷C.当两个带电体的形状、大小及电荷分布

11、状况对它竹 之间的作用力的影响可忽略时,这样的带电体才可看 做点电荷D.切带电体都可以看做是点电荷2.关于元电荷，下列说法中正确的是（ ）A.元电荷就是电子或质子B.带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍C.元电荷是指跟电子所带电荷量数值相等的带电体D.元电荷前勺数值最早是由美国物理学家密立根用实 验测得的3.对库仑定律的理解，下列说法正确的是（ ）A.库仑定律的公式适合计算真空中任何带电体间的库 仑力B.库仑定律的公式适合计算真空中静止点电荷间的库 仑力C.在真空中的两个点电荷之间的库仑力，一定是大小 相等、方向相反D.由库仑定律的公式誉可知，当厂趋近零时,F趋近 无穷大 4.两个带电荷量分

12、别为和+30的相同金属小球（均可 视为点电荷），固定在相距为厂的两处，它们间库仑力的 大小为F,若两小球相互接触后将其固定距离加倍，则 两小球间库仑力的大小为（）A.占 F B.12F F 书.F图15.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球,Q的表面镀 有铝膜;在。近旁有一绝缘金属球Z?,开始时、Z?都不带 电，如图1所示.现使5带电，则（ ）A.b将吸引,吸住后不放开BZ先吸引,接触后又把排斥开C.o、方之间不发生相互作用D.方立即把排斥开二、非选择题图26.某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行 了下面的实验（如图2所示）:M是一个带正电的物体，把 系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂

13、在只、凡、P3等位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这竹 实验结果说明电荷之间的作用力随着电荷间距离的增 大而 ；增加M所带的电荷量，发现各丝线偏离竖直方向的角度均增大，说明电荷之间的作用力随着电 荷量的增大而 .综合上述分析可知，影响电荷间相互作用力的因素有:带电体所带的电荷量及两带电 体间的距离.这里的探究过程中用到的科学思想方法 是 .7.条长为3/的绝缘丝线穿着两个相同的质量为加的 小金属环A和5将线的两端系于同一点0,如图3所示.当金属环带电，由于两环间的静电斥力使丝线构成一 个等边三角形，此时两环处于同一水平线上，不计环与 丝线间的摩擦，静电力常量为以重力加速度为g,求两环

14、带电荷量分别为多少？一、选择题1.下列对物体带电现象的叙述，正确的是（ ）A.物体带电一定具有多余的电子B.摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另一个物 体的过程虽木阳软同SI X2H I |C.物体所带电荷量可能小于幺D.物体所带电荷量的最小值为元电荷幺2.半径为7?的两个较大金属球固定在绝缘桌面上，当两 球都带等量同种电荷0时，它们之间的库仑力为只;当 两球带等量异种电荷+0与时,它们之间的库仑力为 尺,则( )A.Fi=F2 B.FiF2CFF2 D.无法确定Bg -OC图13.如图1所示,有三个点电荷4、B、C分别位于一个等 边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷A所受B、C两个电

15、荷的静电力的合力的方向如图中几所示,那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为（ ）A.定是正电B.定是负电C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断A B图24.如图2所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬i 挂起来两个相同的带电小球4、5左边放一个带正电 的固定球0时，两悬线都保持竖直方向.关于A、B所带 电荷的电性及电荷量关系，下列说法中正确的是（）A.A带正电0带正电，并且4带电荷量较大B.A带负电0带正电，并且4带电荷量较小C.A带负电0带正电，并且4带电荷量较大D.4带正电0带负电，并且4带电荷量较小5.两个带有异种电荷的小球4、B,相距为人放在光滑绣缘水平面上，其中小球4固定，小球B只

16、在库仑力作用下 由静止开始沿水平面运动，在B向A靠近过程中，小球B 的加速度Q和速度曲勺大小变化情况是（ ）A.6Z一直在增大 B.a一直在减小C.u直在增大 D.u直在减小二、非选择题6.如图3所示，在研究感应起电时，把带正电的球C移近 彼此接触的导体4、B.可以看至必、B上的金属箔金属箔就会 ；如果先把A和B分开，然后移开C,A和B上的金属箔 ;如果再让A和B接触A和B上的金属箔 .这说明A和B分开后所带的是等量异种电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和.7 如图4所示,质量均为加的两个带电小球4和B放置在 光滑的绝缘水平面上彼此相距为厶4球带电荷量为 +0,B球带电荷量为若用水平力拉动其中

17、一个球且 使另一个球与前面一个球始终保持厶的间距运动，求拉 力F的大小？A B图48如图5所示滇空中有两个带正电的点电荷4、5它们 固定在相距90.4 m的两点，它们的电荷量分别为0=3. 6x W C,02=4Ox 102 C（本题中仅考虑电荷间的库仑力)(1)现引入第三个点电荷C,若要使C处于平衡状态，请确 定C的电性和所放置的位置.(2)若A、B不固定，在引入第三个点电荷C后，三个点电 荷在均能处于平衡状态，求C的电荷量和所放置的位 置.1L A R图52 减小增大3增大减小4正比反比连线 kQQ 9.0X109 N-m2/C25忽略新知探究问题1不一定一个物体能否被看做点电荷，是相对于具体问题而言 的,不能单凭其大小和形状而定虽木阳软宥Hi XJH t A I IOX问题2导体小球A本身的大小比它到其他带电体的距离小得多，在 硏究它与其他带电体之间的相互作用时，可以忽略导体小球A的形状 、大小及电荷的具体分布情况问题3理想模型法，与质点相似问题4不一样元电荷是最小的电荷量导体小球A带的电荷量是元 电荷的整数倍问题5静电力或库仑力问题7当厂增大时,F减小 问题8 B、C各带#的电荷量,B的偏角减少