1.2庫侖定律講義

1.2庫侖定律講義1.2庫侖定律講義1.2庫侖定律講義V:1.0精細(xì)整理，僅供參考1.2庫侖定律講義日期：20xx年X月選修3-1第一章靜電場第二節(jié)庫侖定律導(dǎo)學(xué)案要點(diǎn)知識：探究影響電荷間相互作用力的因素：控制變量法?？捎卸ㄐ缘恼J(rèn)識：電荷間距離一定時，電荷間的相互作用力隨電荷量的增大而增大；電荷量一定時，電荷間的相互作用力隨電荷間的距離的增大而減小。2、庫侖定律：（1）內(nèi)容：真空中兩個點(diǎn)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=×109Nm2/C2（庫侖扭秤）（3）注意幾點(diǎn)：①點(diǎn)電荷：“點(diǎn)電荷”是一種理想化的物理模型，它是模仿力學(xué)的“質(zhì)點(diǎn)”概念而建立的。嚴(yán)格理想化的點(diǎn)電荷應(yīng)是一個帶電的“幾何點(diǎn)”，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忽略不計時，這樣的帶電體就可以看成是“點(diǎn)電荷”。②庫侖定律是實(shí)驗定律，k值的大小是用實(shí)驗方法確定的。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庫侖力的特點(diǎn)：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）應(yīng)用庫侖定律解題注意事項：①適用條件：真空中，兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用。②各量均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。③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。3、庫侖定律與萬有引力定律的比較：（1）相同之處：①都是距離平方反比律。②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。③r都為兩個物體中心之間距離。（2）不同之處：①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(diǎn)電荷之間，與點(diǎn)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。②庫侖力既有引力也有斥力；萬有引力只有引力。二、典例分析：1、接觸起電，電荷平均分配例1有三個完全相同的金屬球、、，帶電量，帶電量，不帶電．將、固定，且、間距離遠(yuǎn)大于其半徑．然后讓反復(fù)與、接觸，最后移走球．試問、間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?、將帶電體視作點(diǎn)電荷的條件例2兩個半徑為r的金屬球如圖所示放置。若兩球帶有等量異種Q時，兩球間的相互作用的店里大小為F，則（）(若帶等量同種電荷選哪個)A．B．Ｃ．Ｄ．無法判斷例3如圖所示，真空中有一直徑為的帶電圓盤，圓心為，圓盤外有、兩點(diǎn)，其連線過圓心點(diǎn)且與盤面垂直，若，有一電荷在點(diǎn)受帶電圓盤的力為，則它在點(diǎn)時的受力為()A.B．C．D.以上答案都不對3、補(bǔ)償法例4一半徑為ｒ的硬橡膠圓環(huán)均勻帶負(fù)電，電量為Q，若截取環(huán)頂部的一小段圓弧，，且，求剩余電荷對放在環(huán)心處帶電量為ｑ的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的庫侖力的大小和方向。4、平衡問題αABβ例5如圖所示，把大小可以不計的帶有同種電荷的小球A和B互相排斥，靜止時，絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別為α和β，且α<βαABβA．B球受到的庫侖力較大，電荷量較大B．B球的質(zhì)量較大C．B球受到細(xì)線的拉力較大D．兩球接觸后，再靜止時，A球的懸線與豎直方向的夾角仍然小于B球的懸線與豎直方向的夾角例6如圖1-1-11所示，、、分別表示在一條直線上的三個點(diǎn)電荷，已知與之間的距離為，與之間的距離為，且三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài).(1)若為正電荷，則為_____電荷,為____電荷．(2)、、三者電量大小之比是_____.總結(jié)：同種電荷放中間，異種電荷在兩邊；遠(yuǎn)離大球近小球，平衡位置連成線。5、運(yùn)動問題例7如圖所示，質(zhì)量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上，AB間和BC間的距離均為L．已知A球帶電量為QA=8q，B球帶電量為QB=q，若在C球上施加一個水平向右的恒力F，恰好能使A、B、C三個小球保持相對靜止，共同向右加速運(yùn)動。求：⑴拉力F的大?。艭球的帶電量QC．AABCF三、訓(xùn)練測試：（一）選擇題BAαβO1.如圖所示，兩個帶電小球A、B分別用細(xì)絲線懸吊在同一點(diǎn)O，靜止后兩小球在同一水平線上，絲線與豎直方向的夾角分別為α、β(α>β)，關(guān)于兩小球的質(zhì)量m1、m2和帶電量q1、BAαβOA.一定有m1<m2，q1<q2B.可能有m1<m2，q1>q2C.可能有m1=m2，q1=q2D.可能有m1>m2，q1=q22.兩個大小相同的小球帶有不等量的電荷，它們相隔某一距離時，相互作用的庫侖力大小為F1．現(xiàn)將兩小球接觸后又放回到原位置，它們之間相互作用的庫侖力大小為F2．下列說法中正確的是A.若F1<F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相反B.若F1<F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相同C.若F1=F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相同D.若F1>F2，則兩小球原來所帶電的電性一定相反3.大小相同的兩個金屬小球A、B帶有等量電荷，相隔一定距離時，兩球間的庫侖引力大小為F，現(xiàn)在用另一個跟它們大小相同的不帶電金屬小球，先后與A、B兩個小球接觸后再移開，這時A、B兩球間的庫侖力大小A.一定是F/8B.一定是F/4C.可能是3F/8D.可能是3F/44.半徑為r的兩個帶電金屬小球，球心相距3r，每個小球帶電量都是+q，設(shè)這兩個小球間的靜電力大小為F，則下列式子中正確的是A.B.C.D.5.如圖所示，兩根細(xì)絲線懸掛兩個質(zhì)量相同的小球A、B．當(dāng)A、B不帶電時，靜止后上、下兩根絲線上的拉力大小分別為TA、TB．使A、B帶等量同種電荷時，靜止后上、下兩根絲線上的拉力大小分別為TA/、TB/．下列結(jié)論正確的是=TA，TB/>TB=TA，TB/<TB<TA，TB/>TB>TA，TB/<TB（二）填空題7.如圖所示，把質(zhì)量為克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為4×10-8C的小球B靠近它，當(dāng)兩小球在同一高度時且相距3cm，絲線與堅直方向夾角為45，此時小球B受到庫侖力F=_____。小球A帶的電量qA=_______。（三）計算題8.如圖所示，一個半徑為R的絕緣球殼上均勻分布有總電荷量為+Q的電荷．另一個電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在該球殼的球心O處．現(xiàn)在從球殼最左端挖去一個半徑為r（r<<R）的小圓孔，則此時