第二節(jié)--庫侖定律(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié) 庫侖定律【要點梳理】知識點一、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2、表達(dá)式： 式中：r為兩個帶電體中心之間距離， k：靜電力恒量，k=9.0×109Nm2/C23、注意幾點：（1）庫侖定律的適用條件：真空中，兩個點電荷之間的相互作用理想化模型?！包c電荷”是一種理想化的物理模型，它是模仿力學(xué)的“質(zhì)點”概念而建立的。嚴(yán)格理想化的點電荷應(yīng)是一個帶電的“幾何點”，這是不存在的。當(dāng)帶電體間的距離比它們自身形體大得多，以致帶電體的形狀和大小相互作用力的影響可以

2、忽略不計時，這樣的帶電體就可以看成是“點電荷”， 電荷集中于該點，r即為兩個帶電體之間距離。當(dāng)帶電體大小與它們距離相比不可忽略時，電荷不能視為集中一點，r不能確定，不適用庫侖定律。（2） 庫侖定律是實驗定律，k值的大小是用實驗方法確定的，K=9.0×109Nm2/C2，其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的，使用庫侖定律計算時，各物理量的單位必須是：F-N；Q-C；r-m。（3）關(guān)于點電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法，使用公式計算時，點電荷電量用絕對值代入公式進(jìn)行計算，然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。即方向:在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。（

3、4）庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性。它與高一時學(xué)過的重力，彈力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時遵從平行四邊形法則，與其它的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度。（5）庫侖力的特點：F是Q1與Q2之間的相互作用力，F(xiàn)是Q1對Q2的作用力，也是Q2對Q1的作用力的大小，是一對作用力和反作用力，即大小相等方向相反。4檢驗電荷： 充分小，這樣可以把它看做點電荷； 足夠小，使其不影響原電場。知識點二、庫侖定律與萬有引力定律的比較（1）相同之處： 都是距離平方反比律。 相互作用力都是一對作用力和反作用力，作用力的方向都在兩物體的連線上。 r都為兩個物體中心之間距離。（2）不同之

4、處： 任何物體之間都存在萬有引力，與物體的質(zhì)量和距離有關(guān)庫侖力存在于點電荷之間，與點電荷的電荷量及距離有關(guān)，兩電荷之間的作用力主要是靜電力。 庫侖力既有引力也有斥力；萬有引力只有引力?！镜湫屠}】例1、兩個完全相同的金屬小球A、B，A球帶電量為5.0×109C，B球帶電量為7.0×109C，兩球相距1。問：它們之間的庫侖力有多大？若把它們接觸后放回原處它們之間的相互作用力為多大？解析 兩球未接觸時，球間庫侖力FQ1Q2/29×109×5.0×10-9×7.0×10-9/12=3.15×107（N）兩球接觸后，部分電

5、荷中和，剩余凈電荷為2×109C，由于兩金屬球完全相同，凈電荷均分，各帶1.0×109C，此時兩球間庫侖力F´Q´1Q´2/29×109×(1.0×10-9)2/12=9.0×109（N）拓展 兩帶電導(dǎo)體接觸時，凈電荷的分配與導(dǎo)體的形狀、大小等因數(shù)有關(guān)。對兩個完全相同金屬球（1）若接觸前分別帶電為Q1、Q2，則接觸后兩球帶電均為（Q1Q2）2；（2）若接觸前分別帶電Q1、Q2，則接觸后兩球帶電均為（Q1Q2）2。其實，庫侖在實驗研究電荷間相互作用而得到庫侖定律的過程中，就是利用以上方法來改變和控制電荷的電

6、荷量的。例2、從庫侖定律的公式F = KQ1Q2 /r2 看出，當(dāng)兩個電荷間的距離趨近于零時，兩電荷間的作用力將變?yōu)闊o限大，這種說法正確嗎？為什么？解析這種說法不正確。因為庫侖定律的適用范圍是真空中的點電荷，當(dāng)兩電荷間的距離趨近于零時，任何小的帶電體都不可能再看作是點電荷了，因而它們之間的作用力的大小已不能用庫侖定律進(jìn)行計算和判斷。例3、兩個半徑相等體積不能忽略的金屬球相距r，它們帶有等量同種電荷q時，相互間的庫侖力為F1；若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時，庫侖力為F2，則兩力的大小關(guān)系為：()A、 F1F2 B、F1F2 C、F1F2 D、無法確定解析兩個體積不能忽略的金屬球帶有同種電荷

7、時，由于同種電荷互相排斥，金屬球上的電荷分布不是均勻的，而是遠(yuǎn)離的一側(cè)電荷分布較密集；而當(dāng)金屬球帶有異種電荷時，由于異種電荷互相吸引，金屬球上的電荷情況是靠近的一側(cè)電荷分布較密集，顯然，這時兩球間的靜電力較前者大一些。所以本題正確答案為B。答案B例4、真空中兩個相同的帶等量異種電荷的小球A和B（A、B可看作點電荷），分別固定在兩處，二球間靜電力為F。用一個不帶電的同樣小球C先和A接觸，再與B接觸，然后移去C，則A、B球間的靜電力應(yīng)為_F。若再使A、B球距離增大一倍，則它們的靜電力為_F。 思路點撥此題考察的電荷間的相互作用力的變化，考慮用庫侖定律來求解。解析 設(shè)A、B兩球帶電量分別為q、-q，

8、相距為r，則庫侖力F=kq2/r2，為引力。球C接觸A后，A、C球電量平分均為q/2（平均分配）；再用C接觸B時，電量先中和后平分，帶電量均為-q/4（先中和后平均分配）；移去C，A、B間庫侖力F=kq2/8r2=F/8，為引力。當(dāng)A、B球間距離變?yōu)?r時庫侖力F=F/32為引力?？偨Y(jié)升華：完全相同的帶電金屬球相接觸，同種電荷總電量平均分配，異種電荷先中和后平分。F與r及q1、q2的關(guān)系是，F(xiàn)與r2成反比，而不是與r成反比；F正比于q1q2的乘積。這一點與萬有引力相似，因此我們在學(xué)習(xí)時可以把以前掌握的萬有引力定律規(guī)律應(yīng)用到這里來?！净A(chǔ)知識訓(xùn)練】1、點電荷是靜電學(xué)中的第一個理想模型，它是指（

9、）A球形帶電體 B體積很小的帶電體C帶電量很小的帶電體 D形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略的帶電體2、真空中有兩個點電荷Q1和Q2，它們之間的靜電力為F，下面哪些做法可以使它們之間的靜電力變?yōu)?F（ ）A使Q1的電量變?yōu)樵瓉淼?倍，同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B使每個電荷的電量都變?yōu)樵瓉淼?倍，距離變?yōu)樵瓉淼?倍C保持它們的電量不變，使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?/2倍D保持它們的距離不變，使它們的電量都變?yōu)樵瓉淼谋?、最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家 ，其實驗的基本原理是使帶電油滴在勻強電場中受到的電場力恰好等于油滴的重力，即qE = mg，測出m和E值后就能計算出油滴所帶的電量q，他測

10、出所有的q值都是e的整數(shù)倍，且e等于 C。同時，這位科學(xué)家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的 ，它的值為 。4、使一個物體帶電的方式有三種，它們是 、 和 ，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結(jié)論也被稱之為 定律。5、靜電力衡量k的數(shù)值是 ，單位是 。6、如圖“實驗”的理解，正確的是（ ）A靜電感應(yīng)只有對于導(dǎo)體才能產(chǎn)生B枕形導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子受C上正電荷的吸引而向左移動C枕形導(dǎo)體的A端箔片和B端箔片帶有同種電荷D如果C球是導(dǎo)體，它也會受到枕形導(dǎo)體的感應(yīng)，致使其電荷分布發(fā)生改變7、兩個相同

11、的金屬小球，帶電量之比為1/7 ，相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們的靜電力可能為原來的（ ）A4/7 B3/7 C9/7 D16/78、如圖13-1-2所示，真空中三個點電荷A、B、C，電量均為+Q ，兩兩相距a放置，試問：（1）C所受的靜電力是多少？（2）如果將A、B移到它們連線的中點P，C受的靜電力又是多少？【提高訓(xùn)練】1、兩個半徑相等體積不能忽略的金屬球相距r,它們帶有等量同種電荷q時，相互間的庫侖力為F1，若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時，庫侖力為F2，則兩力大?。?）AF1F2 BF1F2 CF1F2 D無法確定2、兩個相同的金屬小球（可看作點電荷），帶電量之比

12、為1:7，在真空中相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能是原來的（ ）4/7 3/7 9/7 16/7A B C D3、兩個完全相同的金屬球A和B，帶異號不等量電荷，相隔一定距離，庫侖力為F，把兩球相互接觸后再放回原處，則兩球間的庫侖力將：（ ）A、減小 B、增大 C、不變 D、以上情形都有可能4、下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是（ ）A只有體積很小的帶電體才能看作點電荷B體積很大的帶電體一定不是點電荷C當(dāng)兩個帶電體的形狀對它相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷D任何帶電球體，都可看作電荷全部集中于球心的點電荷5、A、B、C三個塑料小球，A和B、B和C、

13、C和A之間都是互相吸引的，如果A帶正電，則（ ）AB、C球都帶負(fù)電 BB球帶負(fù)電，C球帶正電CB、C球中必有一個帶負(fù)電，另一個不帶電 DB、C球都不帶電6、兩個點電荷相距r時相互作用力為F，則（ ）A電量不變距離加倍時，作用力變?yōu)镕/4B其中一個電荷的電量和兩電荷間距都減半時，作用力不變C每個電荷的電量和兩電荷間距減半時，作用力為4FD每個電荷的電量和兩電荷間距都增加相同倍數(shù)時，作用力不變7、真空中兩個點電荷Q1、Q2，距離為R，當(dāng)Q1增大到2倍時，Q2減為原來的1/3，而距離增大到原來的3倍，電荷間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼模?）A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/278、兩個放在絕緣架

14、上的相同金屬球，相距d，球的半徑比d小得多，分別帶q和3q的電荷，相互斥力為3F，現(xiàn)將這兩個金屬球接觸，然后分開，仍放回原處，則它們的相互斥力將變?yōu)椋?）A0 BF C3F D4F9、下述說法正確的是（ ）A元電荷就是質(zhì)子 B物體所帶的電量只能是某些值。C元電荷是帶電物體電量的最小值 D由庫侖定律F=k可知，當(dāng)兩電荷間距離r0時，F(xiàn)10、兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是（ ）AA和B原來帶有等量異種電荷 BA和B原來帶有同種電荷CA和B原來帶有異種不等量電荷 DA原來帶電，而B原來不帶電11、帶負(fù)電的粒子以不同的速度v

15、0從A點分別射出，在O點處有一個固定的正點電荷，已知v0OA，粒子的重力可忽略不計，其中有一些粒子可以繞O點做圓周運動，那么這些做圓周運動的粒子（ ）A一定具有相同的動能 B一定具有相同的電量C如果它們的動能相同，那么它們的荷質(zhì)比一定相同 D如果它們的電量相同，那么它們動能一定相同圖312、如圖3所示，有大小相同的A、B、C三個金屬球，A、B帶等量異種電荷，中間連接一個輕質(zhì)絕緣的彈簧，放在光滑的絕緣水平面上，平衡時彈簧壓縮量為X0，現(xiàn)將不帶電的C球和A球接觸一下，然后拿走，則產(chǎn)生新平衡時彈簧的壓縮量X為（ ）1圖4A。X=X0 BXX0 CXX0 DX=X013、如圖4所示，A、B是帶有等量的

16、同種電荷的兩個小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度都是L，懸線上端都固定同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球x的地方靜止平衡，此時A受到繩的拉力為T；現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為x處平衡，則A受到繩的拉力為（ ）AT B2T C4T D8T14、一個擺球帶有正電荷的單擺，其擺長為l，周期為T，現(xiàn)將一個帶負(fù)電的點電荷放在單擺的懸點后，單擺的周期為T，則（ ）A。TT BTT CT= T D不能確定13-1-115、如圖13-1-1所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2

17、，且每個電荷都處于平衡狀態(tài)。（1）如q2為正電荷，則q1為 電荷，q3為 電荷。（2）q1、q2、q3三者電量大小之比是 ： ： 。16、電子質(zhì)量為9.1×10-31kg，電子電量與氫原子核電量均為1.6×10-19C，電子繞核軌道半徑為5.3×10-11m，可估算出氫原子的核外電子繞核運動的速度大小數(shù)量級為_ m/s17、在真空中有兩個相距0.18m的點電荷，Q1電量為十1.8×10-12C。兩個點電荷間的靜電力F=1.0×10-12N，求Q2所帶的電量及帶電性質(zhì)？13-1-218、如圖13-1-2所示，在光滑絕緣水平面上固定質(zhì)量相等的三個帶

18、電小球（可視為點電荷）a、b、c三球共線，若釋放a球，其初始加速度為1m/s2，方向向左；若釋放c球，其初始加速度為3m/s2，方向向右；若釋放b球，則b球的初始加速度的大小是多少？方向如何？13-1-319、如圖13-1-3所示，長度未知的兩端封閉的玻璃真空管，內(nèi)壁光滑，裝有A、B兩個金屬小球，質(zhì)量、電量分別為m、3q和3m、q ，現(xiàn)將真空管與水平面成30°放置時，A球處在管底，而B球恰在管的正中央位置，試求真空管的長度。圖120、如圖1所示, 真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷, 質(zhì)量均為0.9g. 分別 用10cm長的絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的同一點, 當(dāng)平衡時B球偏離豎直方向600, A球豎直懸掛且與墻壁接觸. 求：(1) 每個小球的帶電量;(2) 墻壁受到的壓力;