【公开课】人教版物理选修第二节库仑定律

答案 AD 解析 无论两带电体自身大小怎样，当两带电体之间的距离 远大于它们的大小时，带电体本身的大小对于所研究的问题影响 很小，可把带电体看作点电荷，故 A 项正确，C 项错误；尽管带 电体很小，但两带电体相距很近，以至于本身的大小和形状对问 题的影响不能忽略，两带电体也不能被看作点电荷，故 B 项错误； 两个带电金属小球，若离得很近，两球所带的电荷在静电力作用 下会分布不均，电荷的分布影响到静电力的大小，若带同种电荷， 相互排斥，等效的点电荷间距大于球心距离；若带异种电荷，相 互吸引，等效的点电荷间距小于球心距离，故 D 项正确．
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二、库仑的实验 1．实验装置：库仑扭秤． 2．实验原理：通过悬丝扭转角度比较静电力 F 大小，研究 F 与距离 r 的关系． 3．实验方法：采用两个完全相同的金属小球接触，电荷量 平分的方法，发现 F 与 q1 和 q2 的乘积成正比． 三、库仑力的叠加 对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库 仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量 和，应用平行四边形定则．
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答案 C 解析 在研究电子和质子的范围非常小，可以与它的大小差 不多时，不能看作点电荷，故 A 项错误；均匀带电的绝缘球体在 一定的条件下才可视为点电荷，故 B 项错误；带电的细杆在它的 大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷， 故 C 项正确；带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可 以忽略不计时，可以视为点电荷，故 D 项错误．

• 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 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的电量分别为q1 和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为 ( )
• (1)适用条件：真空中两个点电荷间的相互作用． • (2)库仑力具有力的一切性质：矢量性、相互性等，两点电荷间的库 仑力是相互作用的，其大小相等，方向相反． • (3)将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行．即用公 式计算库仑力大小时，不必将表示电荷Q1、Q2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公式中从而算出力的大 小；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判 定．
• 1．把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小 球先后挂在P1、P2、P3等位置(下图)，比较小球在 所 受 ．小球所受电力的大小可以通过丝线偏离 显示出来，偏角 ，表示小球受到的电力 ．
不同位置
电力的大小 竖直方向的角度 越大 越大
• 把小球挂在 的变化．
，增大或减小它所带的 同一位置
影响大小 的因素 与两个物体质量有关， m1、m2、 r 只有引力 区别 与两个物体电荷量有 关，有引力，也有斥 力
库仑定律
Q1、Q2、 r
• (1)实验装置：库仑扭秤(如图所示)
• (2)实验步骤：①改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度， 便可找到力F与距离r的关系，结果是力F与距离r的二次方成反比， 即 • ②通过带电金属小球与另一个不带电的相同金属球接触，前者的电 荷量分给后者一半的办法，改变带电小球的电荷量，记录每次悬丝 扭转的角度，可得出力F与q1和q2的乘积成正比即 • F∝q1q2 • (3)实验结果：

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[解析] 点电荷是一种理想化模型，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，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A、B错误，C、D正确．故选CD.
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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来确定．
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(2014·抚顺一中高二检测)关于点电荷，以下说法正确 的是C(D ) 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
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对于两个以上的点电荷，两个电荷间的作用力不因第三个点
电荷的存在而有所改变．其中每一个点电荷所受的总的静电
力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的 __矢__量__和_____．
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[做一做] 4．如图所示,带有相同电荷量的a、b、c三个带电小球，在等 边三角形的三个顶点上，试作图确定c球受到静电力的方向.
[答案] 8.0×10－21 N 方向平行于AB向左
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某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边 形定则求出其合力，但要明确各个库仑力的大小和方向，充 分利用好几何关系.
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3. (2014·广东省实验中学高二测试)如图所示，三个完全相同

2．电荷间的作用力与电荷量的关系：力F与q1和q2的 乘积成 正比，即F∝q1q2，库仑定律的表达式F＝kqr1q2 2
课堂小结
例1.如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a 与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支 座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍．若使它们带上等 量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两 球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( D )
点电荷说明
① 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的作用力的影响可 以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电 荷．
② 点电荷是只有电荷量．没有大小、形状的理想化模型，类似 于力学中的质点。
③ 一个带电体能否看成点电荷，关键是看带电体的形状和大小 对所研究的问题有无影响。
例3.有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相 距l.如果引入第三个小球，恰好使得3个小球只在它们相互的静 电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放 在何处，电荷量又是多少？
解析： 没有引入第三个小球前，两球之间存在斥力作用； F21和F12，它们互为作用力和反作用力．欲使两球平衡，则 必须受到F31和F32这两个力作用．而这两个力是由引入的第 三个带电小球施加的，因此第三个小球应放在这两球之间， 且带负电．如图所示．
万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不满 足 l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看
例2.有三个完全一样的球A、B、C，A球带电荷量为7Q，B球 带电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先 跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用 力变为原来的多少？