1-2(打印)库仑定律知识点
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库仑定律知识点总结及练习题库仑定律是电磁学中的基本理论之一,描述了两个电荷之间相互作用的力的大小。
该定律由英国物理学家查尔斯·奥古斯特·库仑在18世纪末发现并提出,并被广泛应用于电磁学、静电学以及电路分析等领域。
本文将对库仑定律的相关知识点进行总结,并提供一些练习题供读者巩固学习。
一、库仑定律的表述库仑定律描述了两个电荷之间的力的大小与它们之间的距离的关系。
该定律的数学表达式为:F = k * |Q1 * Q2| / r^2其中,F代表两个电荷之间的力的大小,k为一个常量(库仑常数),Q1、Q2分别代表两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
根据该定律,当两个电荷的大小增大时,它们之间的力也随之增大;当两个电荷之间的距离增大时,它们之间的力则减小。
二、电荷的性质根据库仑定律,电荷分为正电荷和负电荷。
同种电荷之间的相互作用力是排斥力,异种电荷之间的相互作用力是吸引力。
正电荷与负电荷之间存在吸引力,正电荷与正电荷之间存在排斥力,负电荷与负电荷之间存在排斥力。
三、电场和库仑定律电场是描述电荷周围空间状态的物理量。
根据库仑定律,任何一个电荷在周围的空间都会产生一个电场。
电场的大小与电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。
电场的方向与电荷的性质有关:正电荷的电场指向电荷,负电荷的电场指向外部。
四、电势和库仑定律电场在空间中存在势能,称为电势。
电势的大小与电荷的性质和电荷之间的距离有关。
根据库仑定律,两个点之间的电势差与电场强度成正比。
电势差可以通过测量两个点之间的电场力来计算,并用单位电荷在单位距离内所具有的势能差来表示。
五、练习题1. 两个点电荷A和B之间的距离为r,电荷A的大小为Q1,电荷B的大小为Q2。
如果电荷A的大小加倍,电荷B的大小减半,两者之间的力会如何变化?2. 两个点电荷A和B之间的距离为r,电荷A的大小为Q1,电荷B的大小为Q2。
如果将两个电荷之间的距离减少到原来的1/3,两者之间的力会如何变化?3. 电荷A和电荷B之间的力为F1,电荷A和电荷C之间的力为F2,电荷A和电荷D之间的力为F3。
库仑定律知识点:1、k = 9.0×10^9 Nm²/ C²2、库仑扭称实验用到的实验方法:微量放大、控制变量3、库仑定律计算时:力的大小与电性无关,所以把电荷的绝对值带入公式计算,电性只决定库仑力的方向。
4、球体带电体计算时,距离应该远大于球体半径。
5、多个库仑力同时存在时,要使用平行四边形定则。
典型例题:(1)多个电荷共存时库仑力的计算如图甲所示,在A、B两点分别放置点电荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C,在AB的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2m.如果有一个电子静止在C点,它所受的库仑力的大小和方向如何?(2)割补法求非点电荷间的库仑力一个半径为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上,由于对称性,点电荷受力为零,现在球壳上挖去半径为r(r<<R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为_____________(已知静电力恒量k),方向______________.(3)库仑定律与电荷守恒定律的结合题(4)带电体在库仑力作用下的平衡问题真空中,在光滑的水平面上,有两个点电荷A和B,电荷量分别为+Q和+4Q,他们之间距离为L。
在何处放一个什么样的点电荷C可使c保持静止?A,B两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为Q1和Q2,且Q1=9Q2,都是正电荷,若在AB连线上引入点电荷C,使A,B,C三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷C是什么电荷应放在放在什么地方?(列方程组)(5)库仑定律与力学的结合问题此类型题偏难,暂时不讲。
练习题:1、两个半径为R的带电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.B.C. D.无法确定如图,光滑平面上固定金属小球A,用长L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球电量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x2,则有()Q1e(2)因为电荷均匀分布,所以可知小圆孔带电量为,假设不挖去小孔,则电荷受力平衡,合外力为零,现在挖去小孔,则点电荷受力大小,根据库仑定律可得,,方向由球心指向小孔中心故答案为:,由球心指向小孔中心(3)A/C练习题:1,当没有远大于半径时,不能看成点电荷,如果同种电荷距离大于3R,异种电荷距离小于3R电场强度1、静止电荷产生的电场叫静电场。
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它由法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑在18世纪末提出,为后来电磁学的发展奠定了基础。
库仑定律知识点及经典例题1.电荷、电荷守恒⑴自然界中只存在两种电荷:正电荷、负电荷.使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电.⑵静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷.⑶电荷守恒:电荷即不会创生,也不会消失,它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;在转移过程中,电荷总量保持不变.(一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变)⑷元电荷:指一个电子或质子所带的电荷量,用e表示.e=1.6×10-19C2.库仑定律⑴真空中两个点电荷之间相互作用的电场力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.即:221rq kq F =其中k 为静电力常量, k =9.0×10 9N m 2/c 2⑵成立条件①真空中(空气中也近似成立),②点电荷,即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计.(对带电均匀的球, r 为球心间的距离).3.电场强度⑴电场:带电体的周围存在着的一种特殊物质,它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫电场力.电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的.电场还具有能的性质.⑵电场强度E :反映电场强弱和方向的物理量,是矢量.①定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q的比值,叫该点的电场强度.即:FE q=单位:V/m,N/C②场强的方向:规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向.(说明:电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关,而是由该点的位置和场源电何来决定.)⑶点电荷的电场强度:E =2Qkr ,其中Q 为场源电荷,E 为场中距Q 为r 的某点处的场强大小.对于求均匀带电的球体或球壳外某点的场强时,r 为该点到球心的距离.⑷电场强度的叠加:当存在多个场源电荷时,电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.⑸电场线:为形象描述电场而引入的假想曲线.①电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.②电场线不相交,也不相切,更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹. ③同一幅图中,场强大的地方电场线较密,场强小的地方电场线较疏.⑹匀强电场:电场中各点场强大小处处相等,方向相同,匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线【例题1】半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22L q kC .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确【题干】两个相同金属球 【答案】AB【解析】应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏离球心,在计算其静电力F 时,就不能用两 球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L ,如图1—2—1(a )所示,图1—2—1则F < 22Lq k ,故A 选项是对的,同理B 选项也是正确的.【例题2】如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4图1—2—2【题干】三个完全相同的金属球 【答案】B【解析】根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量,因为F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能是F 2,故选项B 正确.【例题3】两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是A.q1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1=q 2, m 1= m 2图1—2—3 【题干】两个大小相同的小球带有同种电荷 【答案】C【解析】两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F 1.由平衡条件得:0sin 11221=-θF rq q k0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理,对m 2分析得:.22212grm q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=,所以21θθtg tg =,所以21m m =. 可见,只要m 1= m 2,不管q 1、q 2如何,1θ都等于2θ.所以,正确答案是C.【例题4】有三个完全相同的金属球A 、B 、C ,A 带电量7Q ,B 带电量-Q ,C 不带电.将A 、B 固定,且A 、B 间距离远大于其半径.然后让C 反复与A 、B 接触,最后移走C 球.试问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍? 导析 本题涉及中和、接触起电等现象及电荷守恒定律、库仑定律等知识,在审题时,能从“C 反复与A 、B 接触”这句话中挖掘出最终三球带电量相同这一隐含条件是至关重要的. 解答 C 球反复与A 、B 接触,最后三个球带相同的电量,其电量7()'23+-==Q Q Q Q .设A 、B 球间距离为r ,其原先的相互作用力大小 21222277===q q Q Q Q F k k k r r r .A 、B 球碰后的相互作用力大小 212222''22'4===q q Q Q Q F k k k r r r, 4'7=F F .故A 、B 间的相互作用力变为原来的47倍. 3、将带电体视作点电荷的条件【例题5】两个半径为r 的金属球如图所示放置。
1-2库仑定律1.定律内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成 ,跟它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上.电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力.2.库仑定律的表达式 库仑力F ,可以是引力,也可以是斥力,由电荷的电性决定.k 称静电力常量,k=9.0×109 N ·m 2/C 2.3.库仑定律的适用条件: , ,空气中也可以近似使用.电荷间的作用力遵守牛顿第三定律,即无论Q 1、Q 2是否相等,两个电荷之间的静电力一定是大小相等,【例2】(2004·广东)已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电荷量为32 e ,下夸克带电荷量为-31e ,e 为电子所带电荷量的大小.如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l ,l =1.5×10-15 m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力).[解析]本题考查库仑定律及学生对新知识的吸取能力和对题中隐含条件的挖掘能力.关键点有两个:(1)质子的组成由题意得必有两个上夸克和一个下夸克组成.(2)夸克位置分布(正三角形).质子带电荷量为+e ,所以它是由两个上夸克和一个下夸克组成的.按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为:F 1=k 23232l ee ⨯=94k 22l e 代入数值,得F 1=46 N ,为斥力上夸克与下夸克之间的静电力为F 2=k 23231lee ⨯=92k 22l e 代入数值,得F 2=23 N ,为引力.【方法总结】此题型新颖,立意较独特,体现了从知识立意向能力立意发展的宗旨.关键在于挖掘题目的隐含条件,构建夸克位置的分布图.[基本概念]1. 电荷及电荷守恒定律()基元电荷:11601019e C =⨯-. (2)电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体这一部分转移到另一部分,这叫做电荷守恒定律。
1-2库仑定律知识点一、探究影响电荷间相互作用力的因素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电荷间的相互作用力随着电荷量的增大而;随着距离的增大而..二、库仑定律说明:库仑力具有力的一切性质;可以与其他力合成、分解;可以与其他力平衡;可以产生加速度;两点电荷间的库仑力是一对相互作用力;遵从牛顿第三定律.5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、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.特别提醒点电荷是只有电荷量;没有大小、形状的理想化模型.说明:实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷.一个带电体能否看成点电荷;不能单凭其大小和形状确定;也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定;关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响;若没有影响;或影响可以忽略不计;则带电体就可以看做点电荷.填空:1.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..使用上述公式时;电荷量Q1、Q2用绝对值代入计算..2.库仑定律适用适用于中空气中近似成立两个间的相互作用..3.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..点电荷类似力学中的;是一种理想化模型..4、下列关于点电荷的说法中;正确的是A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时;可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷5、真空中有甲、乙两个点电荷;相距为r;它们间的静电力为F;若甲的电荷量变为原来的2倍;乙的电荷量变为原来的1/3;距离变为2r;则它们之间的静电力变为A.3F/8B.F/6 C.8F/3D.2F/36.“由F=k可得:当两个电荷之间的距离r→0时;电荷之间的库仑力F→∞”;这种说法正确吗提示:这种说法不正确.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷;也就是说只有真空中的两个点电荷之间才遵循F=k这个公式;当r→0时;虽然从数学上会得出F→∞的结论;但是它恰恰忽视了表达式成立的条件;当r→0时;两个电荷已经不能再看成是点电荷;也就不能运用库仑定律计算两电荷之间的相互作用力了.例1: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思路点拨求解此题应把握以下三点:1先据库仑定律写出原来A、B间库仑力的表达式.2据电荷均分原理确定接触后A、B的带电量.3再据库仑定律写出现在A、B间的库仑力.例2:两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球均可视为点电荷;固定在相距为r 的两处;它们间库仑力的大小为F;两小球相互接触后将其固定距离变为;则两球间库仑力的大小为 A.F B.F C.F D.12F过程:例3:如右图所示;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q1和q2;θ分别为30°和45°;则q2/q1为A.2 B.3 C.2 D.3库仑定律典型例题分析例1如图1所示;真空中有三个同种点电荷Q1、Q2和Q3;它们固定在一条直线上;电荷量均为Q=4.0×10-12C;求Q2所受的静电力的大小和方向..解析对Q2受力分析如图2所示;Q2所受的静电力为Q3和Q1对Q2的作用力的合力..Q 1对Q 2的作用力:212212112r Q k r Q Q k F == Q 3对Q 2的作用力:222222332r Q k r Q Q k F == ∴)11(222123212r r kQ F F F -=-= 代入数据得:N F 11101.1-⨯=;方向沿Q 2、Q 3连线指向Q 3例2如图3所示;真空中有两个点电荷A 、B ;它们固定在一条直线上相距L =0.3m 的两点;它们的电荷量分别为Q A =16×10-12C ;Q B =4.0×10-12C ;现引入第三个同种点电荷C ;1若要使C 处于平衡状态;试求C 电荷的电量和放置的位置2若点电荷A 、B 不固定;而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态;试求C 电荷的电量和放置的位置解析1由分析可知;由于A 和B 为同种电荷;要使C 处于平衡状态;C必须放在A 、B 之间某位置;可为正电荷;也可为负电荷..设电荷C 放在距A 右侧x 处;电荷量为Q 3∵BC AC F F =①∴232231)(x L Q Q k x Q Q k-=② ∴2221)(x L Q x Q -=③ ∴4L -x 2=x 2④∴x =0.2m即点电荷C 放在距A 右侧0.2m 处;可为正电荷;也可为负电荷..2首先分析点电荷C 可能放置的位置;三个点电荷都处于平衡;彼此之间作用力必须在一条直线上;C 只能在AB 决定的直线上;不能在直线之外..而可能的区域有3个;①AB 连线上;A 与B 带同种电荷互相排斥;C 电荷必须与A 、B 均产生吸引力;C 为负电荷时可满足;②在AB 连线的延长线A 的左侧;C 带正电时对A 产生排斥力与B 对A 作用力方向相反可能A 处于平衡;C 对B 的作用力为推斥力与A 对B 作用力方向相同;不可能使B 平衡;图1 图2图3C 带负电时对A 产生吸引力与B 对A 作用力方向相同;不可能使A 处于平衡;C 对B 的作用力为吸引力与A 对B 作用力方向相反;可能使B 平衡;但离A 近;A 带电荷又多;不能同时使A 、B 处于平衡..③放B 的右侧;C 对B 的作用力为推斥力与A 对B 作用力方向相同;不可能使B 平衡; 由分析可知;由于A 和B 为同种电荷;要使三个电荷都处于平衡状态;C 必须放在A 、B 之间某位置;且为负电荷..设电荷C 放在距A 右侧x 处;电荷量为Q 3对C :232231)3.0(x Q Q k x Q Q k -=∴x =0.2m 对B :223221)(x L Q Q k L Q Q k -=∴C Q 12310916-⨯=;为负电荷.. 拓展若A 、B 为异种电荷呢解析1电荷C 放在B 的右侧;且距B 0.3m 处;电量的大小及正负无要求;2电荷C 放在B 的右侧;且距B 0.3m 处;C 为正电荷;C Q 1231016-⨯=学生归纳后进行总结:同种电荷放中间;异种电荷在两边;远离大球近小球;平衡位置连成线;三个小球都平衡;电量正负有条件;第三小球能平衡;电量正负任意选..例3如图4所示;把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起;若将带电量为4×10-8C的小球B 靠近它;当两小球在同一高度时且相距3cm ;丝线与坚直方向夹角为45 ;此时小球B 受到库仑力F =_____..小球A 带的电量q A =_______..解析根据题意可知;小球A 处于平衡状态;分析小球A 受力情况如图5所示..小球A 受到重力mg 、丝线的张力T ;..小球B 对小球A 的静电力F ;三个力的作用..三个力的合力为零..mg mgtg F =︒=45①代入数据解得:N F 3102-⨯=由①式可知:BA q k r mg q ⋅⋅=2② 图4 图5代入数据解得:C q A 9105-⨯=③小球B 受到库仑力与小球A 受到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2×10-3N ..小球A 与小球B 相互吸引;B 带正电;小球A 带负电;所以:q A =-0.5×10-8C说明本题在解答过程中;物体的平衡条件成为关键内容;因此分析物体的受力;对力进行分解合成就成了必须的步骤..其次;小球A 带电量为q A =-5×10-9C 中的负号在答案中不是可缺少的内容;必须重视..。
库仑定律知识点1. 库仑定律说的是电荷之间的相互作用力呀!就像两个人之间的吸引力或排斥力一样。
比如两个带同种电荷的小球,会互相排斥呢,这不就跟两个互相看不顺眼的人一样嘛!2. 嘿,你知道不,库仑定律里那个力的大小和电荷的乘积有关哦!这就好比力量的大小取决于双方的某种特质呢。
像两个带电量很大的电荷,它们之间的作用力可就强得很呀,就像大力士之间的较量!3. 哇哦,库仑定律还和距离有关系呢!距离越远,力越小,这多像朋友之间距离远了,感觉就没那么亲密了呀。
你想想,两个电荷离得远了,它们之间的相互作用是不是就变弱啦。
4. 库仑定律真的很神奇呀!它能让我们明白电荷之间那种看不见的相互作用呢。
就像我们虽然看不见风,但能感觉到风的力量一样,电荷之间的力也是实实在在存在的呀!比如雷电,不就是电荷作用的结果嘛!5. 哎呀呀,库仑定律在生活中也有体现呢!比如说静电现象,那就是电荷在搞鬼呀。
用梳子梳头发会起静电,这不就是电荷相互作用的一个小例子嘛!6. 库仑定律告诉我们电荷的世界也有规则呢!是不是很奇妙呀!就好像我们的社会有法律一样。
两个电荷就得按照这个定律来“相处”,不然可就乱套啦!7. 你说库仑定律是不是很重要呀!它让我们了解了电荷之间那些神秘的联系。
好比我们了解了人与人之间的情感纽带一样,那可不是随随便便的呀!像摩擦起电,不就是电荷在遵循库仑定律的表现嘛!8. 库仑定律可不简单哟!它里面蕴含着好多知识呢。
就像一本厚厚的书,每一页都有精彩的内容。
比如解释一些电学现象,那可少不了库仑定律呀!9. 库仑定律真的是电学里的一个宝贝呀!它让我们对电荷的相互作用有了清楚的认识。
无论是在小小的实验里,还是在大大的电世界中,库仑定律都在发挥着重要的作用呢!我觉得库仑定律就是电学的基石呀!。
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。
库仑定律知识点总结及练习题引言:库仑定律是物理学中的一个重要定律,描述了电荷之间的相互作用。
它由法国物理学家查理·奥古斯特·库仑于18世纪末提出,至今仍然是电学领域中最基本的定律之一。
本文将对库仑定律的相关知识点进行总结,并提供相关的练习题,以帮助读者更好地理解和应用该定律。
一、库仑定律的表达式与含义库仑定律的表达式为F = k * (q1*q2)/r²,其中F代表电荷之间的相互作用力,k代表库仑常数,q1和q2分别代表两个电荷的电量,r代表它们之间的距离。
根据库仑定律,两个电荷之间的作用力正比于它们的电量乘积,反比于它们之间的距离的平方。
二、电荷的基本性质根据库仑定律,电荷之间的相互作用力符合某些基本性质:1. 强度相等原理:两个电荷分别为q1和q2,它们之间的作用力的大小相等,但方向相反。
2. 作用力的大小与电荷量成正比:两个电荷量分别为q1和q2,当它们之间的距离r保持不变时,作用力的大小正比于两电荷量的乘积。
3. 作用力的大小与距离的平方成反比:两个电荷量为q1和q2,当它们的电荷量保持不变时,作用力的大小与它们之间的距离的平方成反比。
三、电荷的单元国际单位制中,电荷的基本单位为库仑(Coulomb)。
通常情况下,电荷的单位使用库仑的子单位:微库仑(microCoulomb,μC)和毫库仑(milliCoulomb,mC)。
四、练习题1. 两个电荷之间的作用力与它们之间的距离的关系是什么?A) 正比B) 反比C) 无关D) 可能正比也可能反比2. 两个电荷分别为+2C和-3C,它们之间的作用力的大小为10N。
如果将两个电荷的电量都增加到原来的两倍,它们之间的作用力变为多少?A) 5NB) 10NC) 20ND) 40N3. 如果库仑定律中的库仑常数以及两个电荷的电量都保持不变,当它们之间的距离减半时,作用力的大小将会变为原来的多少倍?A) 1/2倍B) 1倍C) 2倍D) 4倍4. 若一个点电荷正电量为3μC,另一个点电荷负电量为-5μC,它们之间的距离为2m,计算它们之间的作用力大小。
⾼中物理库伦定律的知识点详解 库仑定律是物理学习中重要的知识点,下⾯店铺的⼩编将为⼤家带来库仑定律的介绍,希望能够帮助到⼤家。
⾼中物理库伦定律的知识点 库伦定律的内容 真空中两个静⽌的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;同名电荷相斥,异名电荷相吸。
库伦定律的公式 库仑定律的概念⾥,规定了库仑⼒的物理公式:F=kq1q2/r2 库仑定律的适⽤条件是什么? 库仑定律反应的是电荷间基本相互作⽤的规律,库仑定律的适⽤条件有如下两条: 第⼀,上述库仑定律的计算式,只适⽤于两个点电荷间的基本相互作⽤⼒(库仑⼒)的计算。
如相互作⽤的双⽅是均匀带电的球体,则可将其视为电量集中于球⼼处的点电荷; 如相互作⽤的双⽅是不能视为点电荷的⼀般带电体,则应将其分割成若⼲⼩区域,使每⼀⼩区域内所带电荷均可视为点电荷,算出各⼩区域所受的库仑⼒后再求⽮量和。
第⼆,上述库仑定律的计算式,只适⽤于处在真空中的两个点电荷间的相互作⽤⼒(库仑⼒)的计算。
如果两个点电荷是处在某种电介质中,则其间相互作⽤的库仑⼒应在上式所计算出的数值基础上除以该介质的介电常数来修正,但通常中学物理阶段并不要求做这样的计算。
库仑定律的局限性 库仑定律没有解决电荷间相互作⽤⼒是如何传递的,甚⾄按照库仑定律的内容,库仑⼒不需要接触任何媒介,也不需要时间,⽽是直接从⼀个带电体作⽤到另⼀个带电体上的。
即电荷之间的相互作⽤是⼀种“超距作⽤”,然⽽另⼀批物理学家认为这类⼒是“近距作⽤”,电⼒通过⼀种充满在空间的弹性媒介——以太来传递。
英国科学家法拉第在研究电场时⾸先提出场的观点。
他认为电荷会在其周围空间激发电场,处于电场中的其他电荷将受到⼒的作⽤,即电荷与电荷的相互作⽤时通过存在于它们之间的场来实现的。
现代科学已经证实,相互作⽤不是“超距”的,但“近距”观点所假定的以太是不存在的,电荷之间存在相互作⽤⼒是通过电场来传递的,电荷之间相互作⽤的传递速度是光速。
物理库伦定律知识点总结库仑定律可以用一个简单的公式来表示:\[ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \]其中,F表示电荷之间的电力作用力,k表示库伦常数(在真空中为\( 8.987551787 ×10^9N·m^2/C^2 \)),\( q_1 \)和\( q_2 \)分别表示两个点电荷的电量,r表示两个电荷之间的距离。
这个公式说明了电荷之间的作用力与它们的电量和距离的平方成反比,与库伦常数成正比。
在群中,团队成员通过交换自己GPA分数形成了类别1,类别2和类别3。
记x1,xl,和xl分别是三个类别的总体均值,s1,sl,和s1分别是样本容量为n1,n2,和n3的样本标准差(无偏)并且uk,uk和uk分别是总体均值的样本混合平方和。
假定总体是正态分布且总体方差相等。
(a) 在牟k = n变量的条件下,求样本的混合方差s2,并证明。
b) 描述得到均值的混合点估计量,并求他们的条件风险。
c) 在得到的均值的混合点估计量的条件下从总体均值之差的得到值的混合宽的一个区间他个的置信水平。
假设总体方差之间相等。
假设总体均值之差为∈>i。
宏观上讲,库仑定律可以用来解释许多现象,比如静电感应、电荷在电场中的运动和导体中的电荷分布等。
微观上讲,库仑定律也是解释原子、分子和各种物质微观结构及其之间相互作用的基本定律之一。
库伦定律的知识点总结如下:一、电荷和库伦定律1. 电荷的基本性质在自然界中,有两种基本的电荷,一种是正电荷,另一种是负电荷。
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
2. 库伦定律的内容库伦定律描述了两个点电荷之间的电力作用力与它们的电量和距离的平方成反比的关系。
3. 库伦定律的数学表达库伦定律可以用一个简单的公式来表示:\[ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \]其中F表示电荷之间的电力作用力,k表示库伦常数,在真空中为\( 8.987551787 × 10^9N·m^2/C^2 \),\( q_1 \)和\( q_2 \)分别表示两个点电荷的电量,r表示两个电荷之间的距离。
库仑定律知识点总结
“割补”法处理非点电荷间的静电力问题:
在应用库仑定律解题时,由于其适用条件是点电荷,所以造成了一些非点电荷问题的求解困难,对于环形或球形缺口问题,“割补法”非常有效。
所谓“割”是指将带电体微元化,再利用对称性将带电体各部分所受电场力进行矢量合成。
所谓“补”是将缺口部分先补上,使带电体能作为点电荷来处理。
静电力作用的平衡与运动类问题的解法:
带电体在静电力参与下的运动,从运动轨迹来看可以有直线运动、曲线运动;从运动性质来看可以是匀变速运动,也可以是变加速运动;从参与运动的研究对象来看可以是单一的物体,也可以是多物体组成的系统等。
物体或者系统在静电力作用下处于平衡状态或某种形式的运动时,解决思路与力学中同类问题的解决思路相同,仍需选定研究对象后进行受力分析,再利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。
但需注意库仑力的特点,特别是在动态平衡问题、运动问题中,带电体间距离发生变化时,库仑力也要发生变化,要分析力与运动的相互影响。
整体法与隔离法是解决连接体问题的有效方法,在通过静电力联系在一起的系统,也要注意考虑整体法与隔离法的选择。
知识拓展:
三个点电荷在相互间作用力作用下处于平衡时的规律
规律一:三个点电荷的位置关系是“同性在两边,异性在中间”:如果三个点电荷只在库仑力的作用下能够处于平衡状态,则这三个点电。
1-2 库仑定律知识点
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
(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)电荷间的相互作用力随着电荷量的增大而,随着距离的增大而。
二、库仑定律
说明:库仑力具有力的一切性质,可以与其他力合成、分解,可以与其他力平衡,可以产生加速度,两点电荷间的库仑力是一对相互作用力,遵从牛顿第三定律.
(5)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、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.【特别提醒】点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型.
说明:实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷.一个带电体能否看成点电荷,
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不能单凭其大小和形状确定,也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定,关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响,若没有影响,或影响可以忽略不计,则带电体就可以看做点电荷.
填空:
1.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 。
使用上述公式时,电荷量Q 1、Q 2用绝对值代入计算。
2.库仑定律适用适用于 中(空气中近似成立)两个 间的相互作用。
3.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 。
点电荷类似力学中的 ,是一种理想化模型。
4、下列关于点电荷的说法中,正确的是( )
A .只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B .体积很大的带电体一定不能看成是点电荷
C .当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷
D .一切带电体都可以看成是点电荷
5、真空中有甲、乙两个点电荷,相距为r ,它们间的静电力为F ,若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷
量变为原来的1/3,距离变为2r ,则它们之间的静电力变为
A .3F /8
B .F /6
C .8F /3
D .2F /3 6.“由F =k
q 1q 2r 2
可得:当两个电荷之间的距离r → 0时,电荷之间的库仑力F →∞”,这种说法正确吗? 提示: 这种说法不正确.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,也就是说只有真空中的两个点电荷之间才遵循F =k q 1q 2r 2
这个公式,当r → 0时,虽然从数学上会得出F →∞的结论,但是它恰恰忽视了表达式成立的条件,当r →0时,两个电荷已经不能再看成是点电荷,也就不能运用库仑定律计算两电荷之间的相互作用力了.
例1: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?
【思路点拨】 求解此题应把握以下三点:
(1)先据库仑定律写出原来A 、B 间库仑力的表达式.
(2)据电荷均分原理确定接触后A 、B 的带电量.
(3)再据库仑定律写出现在A 、B 间的库仑力.
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例2:两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为
r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r 2
,则两球间库仑力的大小为( ) A.112F B.34F C.43
F D .12F 过程:
例3:如右图所示,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
库仑定律典型例题分析
【例1】如图1所示,真空中有三个同种点电荷Q 1、Q 2和Q 3,它们固定在一条直线上,电荷量均为Q =4.0×10-12C ,求Q 2所受的静电力的大小和方向。
【解析】
对Q 2受力分析如图2所示,Q 2所受的静电力为Q 3 和Q 1 对Q 2的作用力的合力。
Q 1对Q 2的作用力:21
2212112r Q k r Q Q k F ==
图1
Q 3对Q 2的作用力:222222332r Q k r Q Q k F ==
∴ )11(
222123212r r kQ F F F -=-= 代入数据得:N F 11
10
1.1-⨯=,方向沿Q 2、Q 3连线指向Q 3 【例2】
如图3所示,真空中有两个点电荷A 、B ,它们固定在一条直线上相距L =0.3m 的两点,它们的电荷量分别为Q A =16×10-12C ,Q B =4.0×10-12C ,现引入第三个同种点电荷C ,
(1)若要使C 处于平衡状态,试求C 电荷的电量和放置的位置?
(2)若点电荷A 、B 不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态,试求C 电荷的电量和放置的位置?
【解析】
(1)由分析可知,由于A 和B 为同种电荷,要使C 处于平衡状态,C
必须放在A 、B 之间某位置,可为正电荷,也可为负电荷。
设电荷C 放在距A 右侧x 处,电荷量为Q 3
∵ BC AC F F = ① ∴ 232231)(x L Q Q k x Q Q k -= ②
∴ 2221)(x L Q x Q -= ③
∴ 4(L -x)2=x 2 ④ ∴ x =0.2m
即点电荷C 放在距A 右侧0.2m 处,可为正电荷,也可为负电荷。
(2)首先分析点电荷C 可能放置的位置,三个点电荷都处于平衡,彼此之间作用力必须在一条直线上,C 只能在AB 决定的直线上,不能在直线之外。
而可能的区域有3个,
① AB 连线上,A 与B 带同种电荷互相排斥,C 电荷必须与A 、B 均产生吸引力,C 为负电
荷时可满足;
② 在AB 连线的延长线A 的左侧,C 带正电时对A 产生排斥力与B 对A 作用力方向相反
可能A 处于平衡;C 对B 的作用力为推斥力与A 对B 作用力方向相同,不可能使B 平衡;
C 带负电时对A 产生吸引力与B 对A 作用力方向相同,不可能使A 处于平衡;C 对B 的作用力为吸引力与A 对B 作用力方向相反,可能使B 平衡,但离A 近,A 带电荷又多,不能同时使A 、B 处于平衡。
③ 放B 的右侧,C 对B 的作用力为推斥力与A 对B 作用力方向相同,不可能使B 平衡; 由分析可知,由于A 和B 为同种电荷,要使三个电荷都处于平衡状态,C 必须放在A 、B 之间某位置,且为负电荷。
设电荷C 放在距A 右侧x 处,电荷量为Q 3
图2 图
3
5/5 对C :2
32231)3.0(x Q Q k x Q Q k -= ∴ x =0.2m 对B :223221)(x L Q Q k L Q Q k -= ∴ C Q 123109
16-⨯=,为负电荷。
【拓展】
若A 、B 为异种电荷呢?
【解析】
(1)电荷C 放在B 的右侧,且距B 0.3m 处,电量的大小及正负无要求;
(2)电荷C 放在B 的右侧,且距B 0.3m 处,C 为正电荷,C Q 1231016-⨯=
学生归纳后进行总结:
同种电荷放中间,异种电荷在两边;
远离大球近小球,平衡位置连成线;
三个小球都平衡,电量正负有条件;
第三小球能平衡,电量正负任意选。
【例3】
如图4所示,把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C
的小球B 靠近它,当两小球在同一高度时且相距3cm ,丝线与坚直方向夹角为45︒,
此时小球B 受到库仑力F =_____。
小球A 带的电量q A =_______。
【解析】根据题意可知,小球A 处于平衡状态,分析小球A 受力情况如图5所示。
小球A 受到重力mg 、丝线的张力T ;。
小球B 对小球A 的静电力F ,三个力的作用。
三个力的合力为零。
mg mgtg F =︒=45 ①
代入数据解得:N F 3102-⨯=
由①式可知: B
A q k r mg q ⋅⋅=2
② 代入数据解得:C q A 9105-⨯= ③ 小球B 受到库仑力与小球A 受到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2×10-3N 。
小球A 与小球B 相互吸引,B 带正电,小球A 带负电,所以:
q A =-0.5×10-8C
【说明】本题在解答过程中,物体的平衡条件成为关键内容,因此分析物体的受力,对力进行分解合成就成了必须的步骤。
其次,小球A 带电量为q A =-5×10-9
C 中的负号在答案中不是可缺少的内容,必须重视。
图
4
图5。