第一节库仑力
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第一节 库仑定律高考考纲要求:1、物质的电结构,电荷守恒 Ⅰ2、静电现象的解释 Ⅰ3、点电荷 Ⅰ4、库仑定律 Ⅱ一、基本概念梳理1、元电荷:科学发现最小的电荷量就是 所带的电荷量.质子、正电子电荷量与它相同,用e 表示,e = ,所有带电体的电荷量都是元电荷的 . 2、电荷守恒定律(1)内容:电荷既不能创造,也不能消失,它只能从一个物体 到另一物体或从物体的这一部分 到另一部分,系统的电荷总量 .(2)物体带电的实质: .(3)物体带电的方式有: 、 、 .(4)当完全相同的带电金属球相接触时电荷的分配规律:同种电荷总量 ,异种电荷先 后 . 3、库仑定律(1)内容:在 中两个点电荷的相互作用力跟它们的 成 正比,跟它们间的 成反比.作用力的方向在 上.(2)表达式:F = ,式中k = ,叫 . (3)适用条件: .4、当一个点电荷受到多个点电荷的作用,可以根据力的独立作用原理进行力的合成、分解并进行矢量运算。
二、典例分析例1、下列说法正确的是( )A .电子和质子都是元电荷B .一个带电体的电荷量为205.5倍的元电荷C .元电荷是最小的带电单位D .元电荷没有正、负之分例2、(2012·安庆高三检测)下列关于点电荷的说法,正确的是( )A .点电荷一定是电荷量很小的电荷B .点电荷是一种理想化模型,实际不存在C .只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D .体积很大的带电体一定不能看成点电荷例3、用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上,如图所示。
对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( ) A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下端感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和例4、两个相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( ) A 、4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7例5、如图所示,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 例6、一半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷,另一电量为+q 的点电荷放在球心O 处,由于对称性,点电荷受力为零。
第八章、电场第一节、库仑定律【知识要点回顾】一、电荷的相互作用1、两种电荷2、电荷量3、元电荷4、电荷守恒定律5、点电荷二、真空中的库仑定律1、定律内容2、公式3、适用条件4、定律理解三、静电的利用和防范【典型例题分析】例题1关于元电荷,正确的说法是()A、元电荷九十点电荷B、1C电量叫元电荷C、元电荷就是质子D、元电荷是电荷量的最小单元解析例题2下面关于点电荷的说法正确的是()A、只有体积很小的带电体才可以看作点电荷B、只有做平动的带电体才可以看作点电荷C、只有带电荷量很少的带电体才可以看作点电荷D、点电荷所带电荷量可多可少解析例题3下列选项中会导致静电危害的是()A、建筑物屋顶安放避雷针B、印染厂车间保持空气干燥C、赛车轮胎采用导电橡胶制成D、高档的地毯中夹一些不锈钢丝解析例题4现有丝绸、玻璃、塑料薄膜三种材料.通过实验发现,被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近被丝绸摩擦过的塑料薄膜时,两者相互吸引.据此排出三种材料的顺序,使前面的材料和后面的材料摩擦后,前者总是带负电,这个顺序是()A、丝绸、玻璃、塑料薄膜B、塑料薄膜、玻璃、丝绸C、塑料薄膜、丝绸、玻璃D、丝绸、塑料薄膜、玻璃例题5关于静电现象,下列说法正确的是()A、摩擦起电现象说明通过做功可以创造出电荷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C、验电器可以测量物体带电量的多少D、日常生活中见到的所有静电现象都是有危害的解析例题6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、根据定律公式,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋近于无穷大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是相似,都是平方反比律解析例题7下列实验中,找到电荷间相互作用规律的实验是()A、库仑扭秤实验B、卡文迪什实验C、密立根油滴实验D、奥斯特电流磁效应实验解析例题8静电力常量k的单位是()A、N·m2·kg-2B、N-1·m-2·kg2C、N·m2·C-2D、N-1·m2·C-2解析例题9A、B两个点电荷间距不变,当其他电荷被移近时,A、B间的库仑力将()A、变大B、变小C、不变D、都有可能解析例题10两个相同的金属小球,带电荷量之比为1:7,相距为r,两球相互接触后再放回到原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()A、4/7B、3/7C、9/7D、1/1解析例题11ABC三点在同一直线上,AB:BC=1:2,B点位于A、C之间,在B处固定一电荷量为Q的点电荷。
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《库仑定律》说课稿1一、教材分析教材内容分析:本节内容的核心是库仑定律,它是静电学的第一个实验定律,是学习电场强度的基础。
本节教学内容主线有两条:第一条为知识层面上的,掌握真空中点电荷之间相互作用的规律,即库仑定律;第二条为方法层面上的,即如何研究多个变量之间关系的方法,如何间接测量一些不易测量物理量,如何研究物理问题的基本方法。
教材的处理:本单元内容可分为两节课处理,本节为第一课时,主要是库仑定律的建立和库仑定律的简单运用,侧重点为体会研究物理的方法和研究物理规律建立的一般过程;第二课时为库仑定律的加深理解和运用。
二、学生分析知识基础分析:(1)掌握电荷之间存在相互作用力,且同性相斥,异性相吸。
(2)掌握电荷守恒定律,并会简单地运用。
(3)会处理共点力作用下物体的平衡,并通过偏转角度的变化判断受力的变化。
学习能力分析:(1)学生的观察水平不断提高,能够初步独立发现事物的本质及各个主要细节,发现事物的因果关系。
(2)具有初步的归纳重点,抓住问题本质的能力。
(3)已经初步具备基础的实验操作和实验观察能力。
学法分析:自主探究,观察分析,分组实验,讨论交流,类比总结,习题巩固。
三、教学目标知识与技能:(1)知道点电荷的概念;(2)理解库仑定律;(3)会计算真空中点电荷之间的库仑力;(4)初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。
过程与方法:(1)通过实验演示培养学生的实验、观察、分析和总结能力;(2)通过对实验方案的制定和操作,加深对研究物理问题一些常用方法,如控制变量法、放大法等实验方法的理解。
教学重点难点:重点:(1)学生会用库仑定律计算真空中点电荷间的相互作用力;(2)让学生初步掌握研究物理的一些常用基本方法。
高二物理库仑力知识点归纳总结物理学中的库仑力是一种电荷间相互作用的力,它是物理学中重要的基本力之一。
在高二物理学习中,库仑力是一个重要的知识点。
下面将对高二物理中关于库仑力的知识进行归纳总结。
1. 库仑定律库仑定律是描述电荷间相互作用的定律。
它表明,两个电荷之间的电场力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
数学表达式为:F = k * (q1 * q2) / r^2其中,F为电场力,k为库仑常数,q1和q2为两个电荷的电量,r为它们之间的距离。
2. 电荷的性质根据电荷的性质,电荷可以分为正电荷和负电荷。
相同的电荷相互排斥,不同的电荷相互吸引。
3. 带电粒子的力带电粒子之间的库仑力是由于它们的电荷之间的相互作用而产生的。
根据库仑定律,电荷的数量越大,电场力越大;电荷之间的距离越近,电场力越大。
4. 电荷的叠加原理当多个电荷同时存在时,它们之间的电场力可以进行叠加。
对于多个电荷之间的相互作用,可以将其视为一个电荷在其他电荷产生的电场中运动,并按叠加原理进行计算。
5. 库仑力的方向库仑力的方向与两个带电粒子之间的相对位置有关。
如果两个电荷同性,则它们之间的库仑力是排斥的,方向相互背离;如果两个电荷异性,则它们之间的库仑力是吸引的,方向相互朝向。
6. 库仑力与电场力库仑力是电场力的一种特殊情况。
当存在电荷时,电荷产生电场,其他电荷在该电场中受到电场力的作用,也就是库仑力的作用。
7. 库仑力的应用库仑力在实际生活中有广泛的应用。
例如,在静电场中,人体与物体之间会产生库仑力导致的静电吸附现象;在电磁感应中,库仑力是产生电磁感应的重要因素;在原子、分子和固体中,库仑力参与了化学反应和物质的结构。
总结:高二物理中的库仑力是学习的重要知识点。
通过库仑定律可以计算两个电荷之间的作用力,根据电荷的性质可以确定库仑力的方向。
库仑力与电场力相互关联,存在于带电粒子之间的相互作用中,并广泛应用于实际生活中的许多领域。
物理竞赛辅导之静电场
第一节库仑定律和电荷守恒定律
库仑定律应用:
1.如图所示,A,B为两个固定的点电荷,带电量皆为q,放入第三个可以自由运动的点电荷C,带电量也是q,若C的质量为m,它以多大
的角速度绕AB转动时,可以使三个点电荷保持间距皆为a?A,B,C的电性如何才能满足以上要求?
2.如图所示,在自由空间取一惯性系,其中有三个带电质点P1,P,P2。
P1,P2与P分别相距L1,L2。
在其间库仑力的作用下,P点始终保持不动,P1和P2围绕P点作圆周运动,且在运动中始终三点共线,试求为了满足上述要求,P1,P2两带电质点的荷质比之间的比值。
3.半径为R的细圆环上均匀带电,电量为Q,圆环轴线上距环心h处有一点电荷q,求点电荷q受Q的库仑力?
4.如图所示,三个质量为0.2g的球形导体,分别用细线悬挂在同一点上,线长10cm。
三个小球带等量同号电荷,三球张开,线互成60°,
求各小球所带电量的大小?
5. 如图所示,在半径R=0.1m的原来不带电的金属球A内,有两个球形空腔,两空腔内各放置一点电荷q1=-3×10-9C和q2=3×10-9C,它们与空腔内壁不接触,在A球外距球心O点r=10m处放一点电荷q3=6×10-10C,试求q1,q2,q3,及球A所受的静电力。
7.如图所示,在不带电的金属球A内有两个球形空腔,两空腔球心O1,O2,相距为a,在两空腔中心分别放置点电荷q1,q2,在大金属球外两空腔球心连线放置一点电荷q3,设q3到q2的距离为b,达到静电平衡后,大金属球A给点电荷q1的作用力为多少?
平衡问题:
8.两个带正电的点电荷,带的电量都是Q,固定放置在x轴上A,B两点处,如图所示,AB距原点O的距离都是r。
若在原点处放置另一个
点电荷,其电量大小为q,质量为m。
(1)当限制点电荷q只能在哪些方向上运动时,它在O处才是稳定平衡?
(2)讨论在这些方向上受扰动后,它的运动情况。
9.在Ox轴的原点O处有一固定的、电量为Q(Q>0)的点电荷,在x=-l处有一固定的、电量为-2Q的点电荷。
今有一正试验电荷q0放在x轴上x>0的位置。
并设斥力为正,吸引力为负。
(1)当q0的位置限制在Ox轴上变化时,求q0的受力平衡位置,并讨论平衡的稳定性;
(2)试定性地画出试验电荷q0所受的合力F与q在O x轴上的位置x的关系图线。
振动问题:
10.在x轴的x=a和x=-a两位置上,各有一个电量均为Q的固定点电荷,在x=0处有一电量为q、质量为m的自由小球,且Q与q同号。
今使小球沿着x轴方向稍稍偏离x=0位置,设小球只受两固定带电质点的库仑力,其他作用力均可忽略,试证明小球将在x轴上围绕x=0
点作简谐振动,并求出小球的振动周期。
镜像法:
11.如图所示,一无限大接地金属板上方,离板为a处有一点电荷+q,由于静电感应,金属板带负电。
求q受到的静电力。
12.两块互成直角的接地的薄金属板间有一距板面较近的点电荷q,q距两板的距离均为a,如图所示。
求电荷q所受的力。
13.真空中有一半径为R0的接地导体球,距球心为a(a>R0)处有一点电荷Q,求:(1)金属球上感应电荷的电量(2)点电荷Q所受的力?
14.上题中如果导体球不接地,而带电荷Q0,求点电荷Q所受的力?
平衡问题补充习题:
1.将一根长度为2L 的硬铅丝弯成等臂直角形框架。
在两臂的端点各固定一个质量为m 的小球,在直角的顶点焊一根长为r 的支杆,支杆
平分这一顶角。
将杆支在一支座上。
试证:当r =
2L 时,平衡为随遇的;当r >2L 时,平衡为非稳定的;而r <2L 时,平衡为
稳定的。
(不计支杆、铅丝的重量)
2.将一边长为2a 的立方体匀质木块放在一半径为r 的水平放置的圆柱体的顶部,如图所示,欲使平衡为稳定平衡,试求r 与a 的关系。
(假
定摩擦足以阻止立方体在柱面上滑动)
3.如图所示,浮子由两个半径为R 的球冠相合而成,其质量为m 1,中心厚度为h <2R 。
长为L 、质量为m 2的均匀细杆从浮子中心垂直插入,
下端恰好到达球冠表面。
细杆的铅垂位置显然是一个平衡位置,试分析平衡的稳定性。
4.一根均匀细杆悬挂在水面上不动,如图所示。
杆可以绕上端水平轴O 在竖直平面内转动。
杆的长度为L ,杆的材料密度为ρ(ρ小于水的密度ρ
0)。
当缓慢放下轴时,杆浸入水中。
试求杆与竖直线的偏角与从轴到水面距离之关系。