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人教版选修3-1 1.2库仑定律

人教版选修3-1 1.2库仑定律
人教版选修3-1 1.2库仑定律

2.库仑定律

(本栏目内容,在学生用书中分册装订!)

1.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 q 1q 2

r

2,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q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1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

解析: 点电荷是实际带电体的近似,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A 错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F =k q 1q 2

r

2不能用于计算此时的静电力,故选项B 错误;q 1和q 2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相

等,故选项C错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是平方反比律,故选项D正确.

答案: D

2.下列关于点电荷的说法中,正确的是( )

A.体积大的带电体一定不是点电荷

B.当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷

C.点电荷就是体积足够小的电荷

D.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体

解析:带电体能否看成点电荷,不能以体积大小、电荷量多少而论.一个带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,只要在测量精度要求的范围内,带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略,即可视为点电荷,故B正确.

答案: B

3.两个半径为R的带电金属球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )

A.F=k q1q2

3R2

B.F>k

q1q2

3R2

C.F

3R2

D.无法确定

解析:当q1、q2是同种电荷时,相互排斥,分布于最远的两侧,电荷中心距离大于3R;当q1、q2是异种电荷时,相互吸引,分布于最近的一侧,电荷中心距离小于3R,如图所示,所以静电力可能小于

k q1q2

3R2

,也可能大于k

q1q2

3R2

,D正确.

答案: D

4.已知真空中两点电荷Q与q的作用力为F,现使它们的带电荷量都增加为原来的2倍,并把它们之

间的距离缩小为原来的一半,则此时它们之间的作用力为( )

A .F

B .4F

C .8F

D .16F

解析: 由库仑定律公式F =k q 1q 2

r 2可知,它们之间的作用力为16F ,故D 项对.

答案: D 5.

如图所示,两个电荷量均为+q 的小球用长为l 的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑的绝缘水平面上.两个小球的半径r ?l ,k 表示静电力常量,则轻绳的张力大小为( )

A .0 B.kq 2

l 2 C.2kq 2

l

2 D.kq l

2 解析: 轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力,由库仑定律知F =kq

2

l 2,B 正确.

答案: B 6.

如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a 、b ,左边放一个带正电的固定球+Q 时,两悬球都保持竖直方向.下面说法中正确的是( )

A .a 球带正电,b 球带正电,并且a 球带电荷量较大

B .a 球带负电,b 球带正电,并且a 球带电荷量较小

C .a 球带负电,b 球带正电,并且a 球带电荷量较大

D .a 球带正电,b 球带负电,并且a 球带电荷量较小

解析: 要使a 、b 平衡,必须有a 带负电,b 带正电,且a 球带电较少,故应选B. 答案: B

7.两点电荷相距为d ,相互作用力为F ,保持两点电荷电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力的大小变为4F ,则两电荷之间的距离应变为( )

A .4d

B .2d

C .d/2

D .不能确定

解析: 设两点电荷带电荷量分别为q 1和q 2,则F =k q 1q 2d 2,又因为4F =k q 1q 2d 2x ,所以d x =1

2d ,故选项C

正确.

答案: C 8.

如图所示,有3个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的3个顶点上,已知A、B都带正电荷,A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示,那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为( )

A.一定是正电B.一定是负电

C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断

解析:因A、B都带正电,所以表现为斥力,即B对A的作用力沿BA的延长线方向,而不论C带正电还是带负电,A和C的作用力方向都必须在AC连线上,由平行四边形定则知,合力必定为两个分力的对角线,所以A和C之间必为引力,所以C带负电.故选B.

答案: B

9.

如图所示,3个点电荷q1、q2、q3在一条直线上,q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍,每个点电荷所受静电力的合力为零,由此可以判定,3个点电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为( ) A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36

C .(-3)∶2∶(-6)

D .3∶2∶6

解析: 由三电荷平衡模型的特点“两同夹异”可知,q 1和q 3为同种电荷,它们与q 2互为异种电荷,设q 1和q 2距离为r ,则q 2和q 3的距离为2r.对于q 1,有kq 2q 1r 2=kq 1q 33r 2,则有q 2q 3=19;对于q 3,有kq 1q 3

3r 2=

kq 2q 32r 2,所以q 1q 2=9

4.考虑到各电荷的电性,故A 正确. 答案: A

10.

如图所示,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 2/q 1为( )

A .2

B .3

C .2 3

D .3 3

解析: 由A 的受力分析图可得F =Gtan θ,由库仑定律得F =kq A q B

r 2,式中r =lsin θ(l 为绳长),

由以上三式可解得q B =Gl 2

sin 2

θtan θkq A ,因q A 不变,则q 2q 1=sin 2

45°tan 45°

sin 230°tan 30°

=2 3.

答案: C

11.3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的带电荷量为q ,球2的带电荷量为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 =3

B .n =4

C .n =5

D .n =6

解析: 设小球1、2之间的距离为r.球3没接触前F =k q·nq r 2;球3分别与球1、2接触后q 2=nq

2,

q 1=nq

2+q 2

2+n q

4,则F =k nq 2·2+n q 4r

2

,联立解得n =6. 答案: D

12.如图所示,电荷q 1固定于半径为R 的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电电荷量为q 2、质量为m 的小球,从轨道的A 处无初速度释放,求:

(1)小球运动到B 点时的速度大小; (2)小球在B 点对轨道的压力. 解析:

(1)带电小球在光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则mgR =12mv 2

B ,解得v B =2gR.

(2)小球到达B 点,受重力mg 、库仑力F 、支持力F N ,如图所示.由圆周运动和牛顿第二定律得 F N -mg -k q 1q 2R 2=mv 2

B

R

解得F N =3mg +k q 1q 2

R

2

根据牛顿第三定律,小球在B 点对轨道的压力 F′N =F N =3mg +k q 1q 2

R

2

答案: (1)2gR (2)3mg +k q 1q 2

R 2

13.

如图所示,把质量为0.2 g 的带电小球A 用丝线吊起,若将带电荷量为4×10-8

C 的小球B 靠近它,当两小球在同一高度且相距3 cm 时,丝线与竖直方向夹角为45°.

(1)此时小球B 受到的库仑力F 的大小为多少? (2)小球A 带何种电荷? (3)小球A 所带电荷量是多少?

解析: 根据题给条件,可知小球A 处于平衡状态,分析小球A 受力情况,如图所示.mg 为小球A 的重力,F T 为丝线的张力,F 为小球B 对小球A 的库仑力,三个力的合力为零.

F =mgtan 45°=0.2×10-3

×10×1 N=2×10-3

N

题中小球A 、B 都视为点电荷,它们之间相互吸引,其作用力大小F =k q A ·q B

r

2

F =k q A ·q B

r

2=mgtan 45°

所以,有q A =2×10-3

×3×10-2

2

9.0×109×4×10

-8

C =5×10-9

C 小球B 受到的库仑力与小球A 受到的库仑力为作用力和反作用力,所以小球B 受到的库仑力大小为2×10-3

N .小球A 与小球B 相互吸引,小球B 带正电,故小球A 带负电,所以q A =-5×10-9

C.

答案: (1)2×10-3

N (2)负电荷 (3)-5×10-9

C

高中物理优质课学案-库仑定律

《库仑定律》 学 案 观察现象:同种电荷相互___________,异种电荷相互____________。 提出问题:电荷间的相互作用力遵从什么规律? 大胆猜想:影响电荷间相互作用力的因素有__________________________。 实验探究:定性探究: 表1 定量探究: 表2 电荷间作用力F 与电荷量q 的关系 在误差允许范围内,电荷间作用力F 与___________成正比,即F ∝__________. 表3 电荷间作用力F 与电荷间距离r 的关系 在误差允许范围内,电荷间作用力F 与___________成反比,即F ∝__________. F /9.8×10-3N 1 1 /m r -0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 O 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 35.00 F /9.8×10-3N 2 2 1 /m r -0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 O 1200 1000 800 600 400 200 0.060 0.060 0.070 0.070

数理推演: 结合牛顿第三定律,F∝__________. 综合以上结论,F∝__________.改写为等式,F =__________. 形成理论:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的_______________成正比,与它们的________________成反比,作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律,电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。 公式:F = ,其中k = 方向: 成立条件: 科学方法引导科学发现的典范 ——库仑定律的建立过程i 库仑定律的建立标志着人类对电磁现象从定性研究进入了定量研究的阶段,是电磁学研究的一座里程碑。库仑定律的建立过程是科学方法引导科学发现的典范。 16世纪,英国科学家吉尔伯特(William Gilbert,1544~1603)系统地研究了摩擦起电等静电现象,注意到静电之间的吸引和排斥等现象。但仍受旧的学术传统影响,对现象有解释停留在思辨的层面,没有进一步设计实验进行研究。 1687年,英国物理学家牛顿(Sir Isaac Newton,1643~1727)的《自然哲学的数学原理》发表,提出的三大运动定律和万有引力定律震惊了世界。他用实验检验理论假说,并尝试用简洁明了的公式归纳物理规律的方法给了后人以极大的启示。 1759年,德国科学家爱皮努斯(F.V.T.Aepinus,1724~1802)观察了诸多静电现象后总结出:电荷之间的作用力随带电物体间的距离的减小而增大。 1760年,瑞士物理学家伯努利(Daniel Bernoulli,1700~1782)受万有引力理论启发,猜测电荷间的电力服从平方反比规律。 1767年,英国化学家普利斯特里(Joseph Priestley,1733~1804)指出电荷间作用和万有引力服从同一规律,即平方反比规律。他作出这个推断基于两点:1.牛顿理论上证明了平方反比规律下匀质球壳对壳内物体没有引力作用;2. 美国发明家富兰克林(Benjamin Franklin,1706~1790)发现悬挂于带电金属罐内软木球不受金属罐上电荷的作用力。 成果到1801年才发表。 系。遗憾的是,这个成果也一直没有发表,直到整整100年后的1873年,电磁学理论的集大成者麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831~1879)在整理他留下的个人实验数据时才发现。 电荷间的作用力,得出电荷间作用力定律。 库仑定律自发现以来,科学家不断检验指数2的精度。1971年威廉(E. R. Williams)等人的实验表明库仑定律中指数2的偏差不超过10-16,因此假定为2。到目前为止,理论和实验表明点电荷作用力的平方反比定律是相当精确的。200多年来,电力平方反比律的精度提高了十几个数量级,使它成为当今物理学中最精确的实验定律之一。 i关于文中科学家和相关实验的更多细节,请上网搜索资料或参阅《物理学史》(郭奕玲,沈慧君著.北京:清华大学出版社.2005.8)

2019高考物理一轮练习8.1电荷及其守恒定律、库仑定律导学案

2019高考物理一轮练习8.1电荷及其守恒定律、库仑定律导学 案 第一章 静电场 【课 题】§1.1 电荷及其守恒定律、库仑定律 【学习目标】 1、理解点电荷、元电荷旳概念 2、掌握库仑定律及其适用范围和简单应用 【知识要点】 1.物质旳电结构:构成物质旳原子本身包括: 旳质子和 旳中子构成 ,核外有带 旳电子,整个原子对 外 表现为 . 2.元电荷:最小旳电荷量,其值为e = .其他带电 体旳电荷量皆为元电荷旳 . 3.电荷守恒定律 (1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体 到另一个物体,或者从物体旳一部分 到另一部分;在转移过程 中,电荷旳总量 . (2)起电方式: 、 、感应起电. (3)带电实质:物体带电旳实质是 . 4.点电荷:是一种理想化旳物理模型,当带电体本身旳 和 对研究旳问题影响很小时,可以将带电体视为点电 荷. 5.库仑定律 (1)内容:真空中两个静止点电荷之间旳相互作用力,及它们旳 电荷量旳乘积成 ,及它们旳距离旳二次方成 ,作用力 旳方向在它们旳 上. (2)公式:F =k q 1q 2 r 2,其中比例系数k 叫做静电力常量, k =9.0×109 N·m 2/C 2. (3)适用条件:① ;② . 6.三个自由点电荷旳平衡问题

(1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处旳合场强为零,或每个 点电荷受到旳两个库仑力必须大小相等,方向相反. (2)规律:“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上; “两同夹异”——正负电荷相互间隔; “两大夹小”——中间电荷旳电荷量最小; “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小旳电荷. 【典型例题】 【例题1】使带电旳金属球靠近不带电旳验电器,验电器旳箔片张 开.下列各图表示验电器上感应电荷旳分布情况,正确旳是 ( ) 【例题2】(2009·江苏高考)两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 旳相同 金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 旳两处,它们间库 仑力旳大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r 2,则两球间库仑力旳大小为 ( ) A.112F B.34F C.4 3F D .12F 【例题3】(2009·浙江理综)如图4所示,在光滑绝缘水平面上放置 3个电荷量均为q (q >0)旳相同小球,小球之间用劲度系数均为k 0 旳轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧旳 长度为l .已知静电力常量为k ,若不考虑弹簧旳静电感应,则每 根弹簧旳原长为 ( ) A .l +5kq 22k 0l 2 B .l -kq 2 k 0l 2

物理人教版九年级全册库仑定律

《库仑定律》教学设计 阿图什市第一中学: 阿不来提江·哈帕尔 2016年9月

《库仑定律》教学设计 (一)教材分析: 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述,教材是从学生已有认识出发,采用了一个定性实验,进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和意义。 (二)学情分析: 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识,万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过,本节重点是做好定性实验,使学生清楚知道实验探究过程。 (三)教学目标: 1、知识与技能: (1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。 2、过程与方法 (1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 3、情感态度与价值观 (1)培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。 (2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 (四)教学重点、难点: 教学重点:库仑定律及其理解与应用 教学难点:库仑定律的实验探究 教学难点的突破措施:定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。 (五)教学用具: 多媒体课件,毛皮,橡胶棒,气球,玻璃棒,丝绸,易拉罐,泡沫小球,铁架台。(六)教学过程: 引入新课 演示实验:让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电,靠近易拉罐,会发生什么现象? (易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了。)既然电荷之间存在相互作用,那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢?

2020_2021学年高中物理课时作业2库仑定律含解析教科版选修3_1

教科版高中物理选修3_1 课时作业2 库仑定律 时间:45分钟 一、单项选择题 1.关于库仑定律的公式F =k q 1q 2 r 2 ,下列说法中正确的是( D ) A .真空中两个电荷中,大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力 B .当真空中两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞ C .当两个电荷间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了 D .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 解析:由牛顿第三定律可判A 错.当r →0时,库仑定律不再适用B 错D 对.当r →∞时,库仑定律适用,C 错.只有D 选项正确. 2.真空中有两个点电荷Q 和q ,它们之间的库仑力为F ,下面哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F ( A ) A .使Q 的电荷量变为2Q ,使q 的电荷量变为3q ,同时使它们的距离变为原来的2倍 B .使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍,距离也变为原来的1.5倍 C .使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍,距离变为原来的1.5倍 D .保持电荷量不变,使距离变为原来的2 3倍 解析:根据库仑定律F =kq 1q 2 r 2 ,设原来两点电荷间距离为r ,则原来两电荷间的库仑力大小为F = kQq r 2.当电荷量或距离变化时,根据库仑定律,对选项A 有F A =k ·2Q ·3q 2r 2=3F 2 ,可见符合要求.对B 有F B =k · 1.5Q 1.5q 1.5r 2 =F ,不合要求.对C 有F C = k · 1.5Q ·q 1.5r 2 =2F 3,不合要求.对D 有F D =k ·Qq 2r /32=9F 4 ,不合要求.综上所述,选项A 是正确的. 3.如图所示,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( C ) A .速度变大,加速度变大

§1.2 库仑定律 学案

§1.1库伦定律 同步导学案 【自主学习】 一、库仑定律: 1、电荷间的相互作用:同种电荷相_______,异种电荷相________。 a 、如何判断右图中悬挂小球所受的电场力的大小?根据是什么? b 、电荷之间的相互作用力大小与哪些之间的因数有关?如何探究他们之间的关系? C 、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。 库仑定律 ①. 内容: ②.电荷间相互作用力叫做 或 。 ③.公式: 静电力常量:k= k 的测量是__________________实验,实验装置库仑力____________ ④.方向:在它们的连线上,同性______,异性_________。 ⑤.适用条件 ⑴ ⑵ a.点电荷: b.点电荷是 ,实际生活中 存在。 【合作探究】库仑定律的基本应用 (1)库仑定律的理解 【例1】下列说法中正确的是( ) A .点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是不存在的 B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C .根据F=κQ 1Q 2/r 2可知,当r→0时,F→∞ 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 【变试训练1-1】两个完全相同的均匀带电小球,分别带电量q 1=2C 正电荷,q 2=4C 负电荷,在真空中相距为r 且静止,相互作用的静电力为F 。 (1)今将q 1、q 2、r 都加倍,相互作用力如何变? (2)只改变q 1电性,相互作用力如何变? (3)只将r 增大4倍,相互作用力如何变? (4)将两个小球接触一下后,仍放回原处,相互作用力如何变? (5)接上题,为使接触后,静电力大小不变应如何放置两球? 【变试训练1-2】两个完全相同的金属小球A 、B ,A 球带电量为+5.0×10- 9C ,B 球带电量为-7.0×10 -9 C ,两球相距1m。问:它们之间的库仑力有多大?若把它们接触后放回原处,它们之间的相互 作用力为多大? 【归纳总结】 库仑力与万有引力比较 【巩固提升】 有三个完全一样的金属小球A 、B 、C ,A 带电荷量为7Q ,B 带电荷量为-Q ,C 球不带电,将

高中物理 第一章 第二节 库仑定律学案 新人教版选修

高中物理第一章第二节库仑定律学案新人教 版选修 1、2《库仑定律》学案 【学习目标】 1、知道点电荷的概念、 2、理解库仑定律的含义,理解库仑定律的公式表达,知道静电力常量、 3、知道库仑扭秤的实验原理、 4、会用库仑定律的公式进行有关的计算、 【重点难点】 库仑定律和库仑力;关于库仑定律的理解与应用 【课前预习】 1、电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与 有关,二是与 _______________________有关。 2、当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作 。它类似于力学中的质点,也是一种理想化的物理模型。

3、库仑定律(1)内容:真空中两个静止的之间的作用力,与它们的的乘积成正比,与它们的距离的成反比,作用力的方向在它们的。(2)公式: ,式中k叫做 ,F是指电荷间的相互作用力,又叫做静电力或 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电荷量的单位用库仑,力的单位用牛顿,距离的单位用米,则由实验得出 k= 。使用上述公式时,电荷量一般用绝对值代入计算。 4、理解库仑定律应注意的问题(1)库仑定律的适用条件。公式仅适用于中(空气中近似成立)的两个 间的相互作用。如果其它条件不变,两点电荷在介质中,其作用力将比它们在真空中的作用力小。(2)应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行,即用公式计算库仑力的大小,不必将表示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入,再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向,这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误。(3)库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中,库仑力比 强得多。(4)库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式,但是任一带电体都有可以看作是由许许多多

库仑定律(导)学案

学案2 库仑定律 [目标定位] 1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及其适用条件,会用库仑定律进行有关的计算. 一、库仑定律 [问题设计] 1.O 是一个带正电的物体.把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P 1、P 2、P 3等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小,图中受力由大到小的三个位置的排序为P 1、P 2、P 3. 图1 (1)使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,小球所受作用力的大小如何变化? 答案 增大小球所带的电荷量,小球受到的作用力增大;减小小球所带的电荷量,小球受到的作用力减小. (2)以上说明,哪些因素影响电荷间的相互作用力?这些因素对作用力的大小有什么影响? 答案 电荷量和电荷间的距离.电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着电荷间距离的增大而减小. 2.库仑研究电荷间相互作用的装置叫库仑扭秤,该装置是利用什么方法显示力的大小?通过库仑的实验,两带电体间的作用力F 与距离r 的关系如何? 答案 该装置通过悬丝扭转的角度来比较力的大小,力越大,悬丝扭转的角度越大.力F 与距离r 的二次方成反比:F ∝1r 2. [要点提炼] 1.库仑定律: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. 表达式:F =k q 1q 2 r 2.式中的k 为静电力常量,数值为k =9.0×109_N·m 2/C 2. 2.点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小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带电的点,叫做

【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--2.5《焦耳定律》

选修3-1 第二章 2.5焦耳定律 一、教材分析 焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。 二、教学目标 (一)知识与技能 1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功, 理解电功的公式,能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 (二)过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。 (三)情感、态度与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。 三、教学重点难点

【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。 四、学情分析 学生学好这节知识是非常必要的, A.重点:理解电功和电功率和焦耳定律。B.难点:帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点,防止学生乱套用公式。C.关键:本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用 五、教学方法 等效法、类比法、比较法、实验法 六、课前准备 灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机 七、课时安排 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 (二)情景引入、展示目标 教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。

学生:(1)电灯把电能转化成内能和光能; (2)电炉把电能转化成内能; (3)电动机把电能转化成机械能; (4)电解槽把电能转化成化学能。 教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。 (三)合作探究、精讲点播 1、电功和电功率 教师:请同学们思考下列问题 (1)电场力的功的定义式是什么? (2)电流的定义式是什么? 学生:(1)电场力的功的定义式W=qU q (2)电流的定义式I= t 教师:投影教材图2.5-1(如图所示) 如图所示,一段电路两端的电压为U,由

《库仑定律》学案

《库仑定律》学案 【课 题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3-1)》第一章第二节《库仑定律》 【课 时】1学时 【三维目标】 知识与技能: .知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式; 2.会用库仑定律进行有关的计算; 3.知道库仑扭称的原理。 过程与方法: .通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法; 2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。 情感、态度和价值观: .通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义; 2.通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规

律有其统一性和多样性。 【教学重点】 .建立库仑定律的过程; 2.库仑定律的应用。 【教学难点】 库仑定律的实验验证过程。 【教学方法】 实验探究法、交流讨论法。 【教学过程和内容】 <引入新课>同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。 <库仑定律的发现> 活动一:思考与猜想 同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的, 因此,我们应该研究带电体间的相互作用。可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。 早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,

就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。 大家对研究对象的选择有什么好的建议吗? 在静电学的研究中,我们经常使用的带电体是球体。 带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢? 请学生根据自己的生活经验大胆猜想。 <定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系 实验表明:电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。 (提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么? 这只是定性研究,应该进一步深入得到更准确的定量关系。 (问题3)静电力F与r,q之间可能存在什么样的定量关系? 你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比) 活动二:设计与验证 <实验方法> (问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法? 控制变量法——(1)保持q不变,验证F与r2的反比关系; (2)保持r不变,验证F与q的正比关系。

1.2库仑定律 学案

第2节 库仑定律 学案 . 知识点感知 1.点电荷 点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况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. (1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的______模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在. (2)一个带电体能否看作点电荷,是相对于_____________而言的,不能单凭其大小和形状确定 2. 库仑定律: ____________________ ____________________ ____________________ 1)适用条件:____________________. 真空中的电荷若不是点电荷,如图1-2-2所示.同种电荷时,实际距离会增大,如图(a)所示;异种电荷时,实际距离会减小,如图(b)所示. 图1-2-2 2)对公式122q q F k r =的理解:有人根据公式12 2 q q F k r =,设想当r →0时,得出F →∞的结论.从数学角度这是必然的 结论,但从物理的角度分析,这一结论是错误的,其原因是,当r →0时,两电荷已失去了点电荷的前提条件,何况实 际的电荷都有一定的大小和形状,根本不会出现r =0的情况,也就是说,在r →0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力. 3)计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行.即用公式计算库仑力的大小时,不必将电荷q 1、q 2的正、负号代入公式中,而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小,力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可. 4)式中各量的单位要统一用国际单位,与k =9.0×109 N·m 2/C 2统一. 5)如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力,可由静电力叠加的原理求出合力. 6)两个点电荷间的库仑力为相互作用力,同样满足牛顿第三定律. 3 提醒 (1) 4三个点电荷如何在一条直线上平衡? 当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时. (1)三个电荷的位置关系是“同性在两边,异性在中间”.如果三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态,则这三个电荷一定有两个是同性电荷,一个是异性电荷,且两个同性电荷分居在异性电荷的两边. (2)三个电荷中,中间电荷的电荷量最小,两边同性电荷谁的电荷量小,中间异性电荷就距离谁近一些. 例题 一、库仑定律的理解 【例1】 对于库仑定律,下面说法正确的是( ) A .库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力 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4r 时,对于它们之间的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量 答案 AC 解析 由库仑定律的适用条件知,选项A 正确;两个小球若距离非常近则不能看作点电荷,库仑定律不成立,B 项错误;点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力,符合牛顿第三定律,故大小一定相等,C 项正确;D 项中两金属球不能看作点电荷,它们之间的静电力大

教科版高中物理选修3-1第一章 静电场

第一章静电场 第1、2节◆电荷电荷守恒与库仑定律1.带电微粒所带电量不可能是下列值中的( ) A.2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C 2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( ) A.摩擦起电说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷 B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体 C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分 D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 3.如图所示,A.B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B 不带电,则以下说法中正确的是() A.导体B带负电 B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等 C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量 D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变。 4.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是() A.只有M端验电箔张开,且M端带正电 B.只有N端验电箔张开,且N端带负电 C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电 D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电 5. A、B两个小球带有同种电荷,放在光滑的绝缘水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,相距为d。同时静止释放,当它们距离为2d时,A的加速度为a,速度为v,则()A、此时B的速度为2a; B、此时B的加速度为4a; C、此时B的加速度为a/2; D、此时B的加速度为a/4。 6. 如图所示,两个完全相同的金属小球A、B,其中B固定在绝缘地板上,A在离B高H的正上方由静止释放下落,与B发生碰撞后回跳的高度为h,设碰撞中无机械能损失,空气阻力不计,则()。 A、若A、B带等量同种电荷,则h<H

库仑定律导学案.doc

四环节导思教学导学案第一章静电场 2 库仑定律 编写:肖阿亮 目标导航课时目标呈现 学习目标: 1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达, 知道静电力常量. 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算. 3.知道库仑扭秤的实验原理. 新知导学课前自主预习 知识线索: 1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与有关,二是与有关。 2.当带电体之间的比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的 影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作。 3.库仑定律:真空中两个间相互作用的静电力跟它们的成正比,跟它们的成反比,作用力的方向在上。公式:F=,式中 k 叫做。 如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电量的单位用,力的单位用,距离的单位用,则由实验得出k=9×109。 疑难导思课中师生互动 知识建构: 一、探究:电荷之间的相互作用的影响因素。(实验方法:控制变量法) 1,保持两球上的电量不变,改变两球之间的距离r ,从实验得出静电力随 距离的增大而减小。 2,保持两球间的距离不变,改变两球的带电量q,从实验得出静电力随电 量增大而增大。 3.猜想:电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式?

二、库仑定律 1.适用条件:真空中,点电荷 2.点电荷的理解 a.点电荷是只有电荷量,没有大小和形状的理想化模型. b.带电体看成点电荷的条件:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互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. 3. 库仑定律的表达式: F k q 1 q 2 r 2 应用公式计算库仑力的大小时,不必将表示电荷Q1、 Q2带电性质的正负号代入公式中,只 将其电量的绝对值代入,先计算出力的大小,再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来 判断库仑力的方向;其次,应注意统一单位,因为静电力常量k=9×109N·m2/c2是国际单位制中 的单位。 4.静电力也是一种“性质力”,同样具有力的共性。不能认为两个电量不同的点电荷相互作用 时,一定是电量大的受静电力大(或小)。实际上,两个点电荷之间的相互作用力遵守牛顿第三定律——大小相等、方向相反,并且在同一条直线上; 5.静电力的叠加,如果一点电荷同时受到另外两个点电荷的作用力,这两个力遵循力的合成 法则,根据平行四边形定则,可求出这个点电荷受到的合力。 典例透析: 例 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是点电荷 例 2 两个完全相同的金属小球 A 、B ,A 球带电量为+ 5.0 ×10 -9C, B 球带电量为- 7.0 ×10 - 9C,两球相距 1m。问:它们之间的库仑力有多大?若把它们接触后放回原处,它们之间的相互作用力为多大? 例 3 相距 L 的点电荷 A、B 的带电量分别为 +4Q 和 -Q,要引入第三个点电荷 C,使三个点电荷都处于 平衡状态,求电荷 C 的电量和放置的位置。

(完整)人教版高中物理选修3-1:《库仑定律》教案【1】

库仑定律 【教学结构】 本章教材的特点:[: ⒈教材内容比较抽象,学生接受、理解比较困难。 ⒉物理概念,物理规律多,关系复杂,学生很难掌握知识的内在联系,形成知识系统。 ⒊与力学、运动学知识联系多,对学生基础知识要求高。 一、正、负电荷,电荷守恒 ⒈同性电荷互相推斥,异性电荷互相吸引。 ⒉中和:等量异种电荷相互抵消的现象。 ⒊物体带电:使物体中的正负电荷分开过程。(不带电物体,正负电荷等量) 带正电:物体失去一些电子带正电。] 带负电:物体得到一些电子带负电。 ⒋电荷守恒:电荷不能创造,不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另 一部分。 二、库仑定律,本章教材重点内容之一。 ⒈实验:学生动手做摩擦起电实验;演示实验:同性电荷相推斥,异性电荷相吸引。(注意学生的感性知识) ⒉F K Q Q r =12 2 (1)库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。点电荷:带电体大小和它们之间的距离相比可以忽略。理解为带电体只为一点,电荷集中于该点,r即为两个带电体之间距离。当带电体大小与它们距离相比不可忽略时,电荷不能视为集中一点,r不能确定,不适用库仑定律。 (2)K:静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2,其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。 (3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点电荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。 (4)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。 (5) F K Q Q r =12 2 ,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。不能理解为Q1≠Q2,受的力也不等。【解题点要】

新课标教科版31选修三12库仑定律同步试题3

第二节 库仑定律 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最小的带电体; B .根据F=k q 1q 2/r 2,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大; C .带电量分别为Q 和3Q 的点电荷A 、B 相互作用时,B 受到的静电力是A 受到的静电力的3倍; D .库仑定律的适用条件是:真空和点电荷。 2、孤立的A 、B 两点电荷相距R ,A 的电量是B 的a 倍,A 的质量是B 的b 倍,已知A 受到的静电力大小为F ,则B 受到的静电力大小为 ( ) A .F B .(a+b)F C .(a —b)F D .abF 3、带电量分别为+4Q 和-6Q 的两个相同的金属小球,相距一定距离时,相互作用力的大小为F 。若把它们接触一下后,再放回原处,它们的相互作用力的大小变为 A .F/24 B .F/16 C .F/8 D .F/4 4、真空中甲、乙两个固定的点电荷,相互作用力为F ,若甲的带电量变为原来的2倍,乙的带电量变为原来的8倍,要使它们的作用力仍为F ,则它们之间的距离变为原来的( ) A .2倍 B .4倍 C .8倍 D .16倍 如图,两个带异种电荷的小球A 、B ,A 用绝缘杆固定在B 的 正上方,两球相距d 时恰好平衡,若将B 向上移动d/4仍要它平衡,可采用的方 法是 ( ) A . 仅使q A 减小到原来的3/4 B .仅使q B 减小到原来的9/16 C .使q A 和q B 均减小到原来的3/4 D .使q A 和q B 均减小到原来的1/4 如图所示,已知带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ,OA=OB ,都用长L 的丝线悬挂在O 点。静止时A 、B 相距为d 。为使平衡时AB 间距离减为d/2,可采用以下哪些方法( ) A .将小球A 、 B 的质量都增加到原来的2倍 B .将小球B 的质量增加到原来的8倍 C .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半

1.2.库仑定律导学案

1.2库仑定律导学案 【学习目标】 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,培养由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 4、了解控制度量的科学研究方法. 【重点】库仑定律和库仑力 【难点】关于库仑定律的理解与应用 自壬学材 34立S 考问题 1. __________________ 探究电荷间作用力的大小跟距离的关系:保持电荷的电荷量不变,距离 增大时,作用力 _____________________ 距离减小时,作用力 ___________________ ? 2?探究电荷间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 _________ ? 3?静电力: _________ 间的相互作用力,也叫 ________ .它的大小与带电体 的 _______ 及 ________ 关. 4.点电荷:自身的 带电体. 5?库仑定律:真空中的两个点电荷之间 的相互作用力的大小,与它们电荷 量的乘积成 _____________ ,与它们距离的二次方成 _____________ ,作用力的方向 在它们的 _______ ? 6.库仑定律的公式 F = 分析问题情境提炼接业'要点 一、点电荷 [问题情境] 1.点电荷是不是指带电荷量很小的带电体?是不是体积很小的带电体都可 看做点电荷? 2.点电荷与元点荷一样吗? 2. (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值,是电荷量的最小 单位.(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,但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍. [要点提炼] 比相互之间的距离 ,式中k 叫做静电力常量,k 的数值是

新人教版选修3-1高中物理库仑定律教案

库仑定律 教学目标 (一)知识与技能 1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量. 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算. 3.知道库仑扭秤的实验原理. (二)过程与方法 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律 (三)情感态度与价值观 培养学生的观察和探索能力 重点:掌握库仑定律 难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算 教具:库仑扭秤(模型或挂图). 教学过程:(一)复习上课时相关知识 (二)新课教学【板书】----第2节、库仑定律 提出问题:电荷之间的相互作用力跟什么因素有关? 【演示】:带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向.使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2-1). 【板书】:1、影响两电荷之间相互作用力的因素:1.距离.2.电量. 2、库仑定律 内容表述:力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上

公式:22 1r q q k F 静电力常量k = 9.0×109N ·m2/C2 适用条件:真空中,点电荷——理想化模型 【介绍】:(1).关于“点电荷”,应让学生理解这是相对而言的,只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作点电荷.严格地说点电荷是一个理想模型,实际上是不存在的.这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念.容易出现的错误是:只要体积小就能当点电荷,这一点在教学中应结合实例予以纠正. (2).要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空,也可近似地用于气体介质,对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释,只能简单地指出:为了排除其他介质的影响,将实验和定律约束在真空的条件下. 扩展:任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律.用矢量求和法求合力. 利用微积分计算得:带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷. 静电力同样具有力的共性,遵循牛顿第三定律,遵循力的平行四边形定则. 【板书】:3、库仑扭秤实验(1785年,法国物理学家.库仑) 【演示】:库仑扭秤(模型或挂图)介绍:物理简史及库仑的实验技巧. 实验技巧:(1).小量放大.(2).电量的确定. 【例题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m1=9.10×10-31kg ,质子的质量m2=1.67×10-27kg .电子和质子的电荷量都是 1.60×10-19C . 分析:这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力,而是列公式,化简之后,再求解. 解:电子和质子间的静电引力和万有引力分别是

高中物理 第一章 第二节 库仑定律学案(新人教版)选修

高中物理第一章第二节库仑定律学案(新人教 版)选修 1、2《库仑定律》学案 【学习目标】 1、知道点电荷的概念、 2、理解库仑定律的含义,理解库仑定律的公式表达,知道静电力常量、 3、知道库仑扭秤的实验原理、 4、会用库仑定律的公式进行有关的计算、 【重点难点】 库仑定律和库仑力;关于库仑定律的理解与应用 【课前预习】 1、电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与 有关,二是与 _______________________有关。 2、当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作 。它类似于力学中的质点,也是一种理想化的物理模型。

3、库仑定律(1)内容:真空中两个静止的之间的作用力,与它们的的乘积成正比,与它们的距离的成反比,作用力的方向在它们的。(2)公式: ,式中k叫做 ,F是指电荷间的相互作用力,又叫做静电力或 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电荷量的单位用库仑,力的单位用牛顿,距离的单位用米,则由实验得出 k= 。使用上述公式时,电荷量一般用绝对值代入计算。 4、理解库仑定律应注意的问题(1)库仑定律的适用条件。公式仅适用于中(空气中近似成立)的两个 间的相互作用。如果其它条件不变,两点电荷在介质中,其作用力将比它们在真空中的作用力小。(2)应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行,即用公式计算库仑力的大小,不必将表示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入,再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向,这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误。(3)库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中,库仑力比 强得多。(4)库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式,但是任一带电体都有可以看作是由许许多多

高中物理第一章2库仑定律练习(含解析)教科版选修31

高中物理第一章2库仑定律练习(含解析)教科版选修31 2.库仑定律 基础巩固 1.(多选)关于点电荷,以下说法正确的是() A.足够小的电荷,就是点电荷 B.一个电子,不论在何种情况下均可视为点电荷 C.在实际中点电荷并不存在 D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影 响能否忽略不计 解析:点电荷是一种理想模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计.因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以本题选项A、B错误,选项C、D正确. 答案:CD 2.对于库仑定律,下列说法正确的是() A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F= B.求两个相距非常近的带电小球间的作用力,也能使用库仑定律 C.相互作用的两个点电荷,不论它们的带电量是否相同,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4r时,它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量 解析:库仑定律适用于真空中两个静止点电荷之间,A错误;当两个带电小球相距非常远时,可以将其看成点电荷,而相距非常近时小球的电荷分布会发生变化,不再均匀,故不能用库仑定律来计算两球间的作用力大小,B、D错误;两个点电荷之间的库仑力是作用力和反作用力,大小一定相等,C正确. 答案:C

3.由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F= A.kg·A2·m3 B.kg·A-2·m3·s-4 C.kg·m2·C-2 D.N·m2·A-2 解析:由F=k k的单位B正确. 答案:B 4.如图所示,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 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 解析:两球相互排斥,说明它们带有相同性质的电荷,但它们具体带何种性质的电荷不确定,选项A、B错误.根据库仑定律及牛顿第三定律,两球受到的静电力大小相等,方向相反,选项C错误,选项D 正确. 答案:D 5.如图所示的实验装置为库仑扭秤.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,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法()

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