库仑定律导学案
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库仑定律教案(9篇)教学目标(一)学问与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.2.了解静电现象及其产生缘由;知道原子构造,把握电荷守恒定律 3.知道什么是元电荷.4.把握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进展有关的计算.(二)过程与方法2、通过对原子核式构造的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是制造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,通过试验探究库仑定律并能敏捷运用(三)情感态度与价值观通过对本节的学习培育学生从微观的角度熟悉物体带电的本质,熟悉抱负化是讨论自然科学常用的方法,培育科学素养,熟悉类比的方法在现实生活中有广泛的应用重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件教学过程:第1节电荷库仑定律(第1课时)(一)引入新课:多媒体展现:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,隐藏着很多物理原理,吸引了不少科学家进展探究。
在科学史上,从最早发觉电现象,到熟悉闪电本质,经受了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。
下面请同学们仔细阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的讨论历史,并完成下述填空:电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩处,直到1752年,宏大的科学家___________冒着生命危急在美国费城进展了闻名的风筝试验,把天电引了下来,发觉天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危急去捕获闪电,证明了闪电与试验室中的电是一样的。
雷电是怎样形成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积存到肯定程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
1.2库仑定律【教学目标】(1)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
(2)了解两种电荷间的作用规律,掌握库仑定律的内容及其应用。
(3)体会类比法在科学研究中的作用【教学重点】掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律【教学难点】真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律自主学习问题1:什么是万有引力定律?适用条件是什么?万有引力常量是怎么测量的?从上节课我们学习到同种电荷相吸引,异种电荷相排斥,这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。
力有大小、方向和作用点三要素,我们今天就来具体学习一下静电力的特点。
【新课内容】一.静电力的三要素的探究(1)静电力的作用点(2)静电力的方向——沿着两电荷的连线。
(3)静电力的大小:猜想:可能与哪些因素有关,说出猜测的理由?(阅读课本P5的实验)实验:定性探究一(探究F与距离 r的关系)定性探究二(探究F与电量Q1、Q2的关系)结论:问题2:该实验能证实我们的猜想吗?那么这一问题是由谁解决的?二.库仑定律(1)内容:(2)公式:问题4:库仑力的公式与哪个力的公式很相似?(库仑定律是否也有适用条件呢?(3)适用条件:问题5:什么是点电荷?与哪个理想模型的定义很相似?问题6:库仑定律中的常量K是怎样得出的?物理意义是什么?(4)静电力常量K的值:(5)库仑力合成和分解遵守的法则:三.库仑定律的应用【例题1】:已知氢核(质子)质量1.67×2710-kg.电子的质量是9.1×3110-kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×1110-m。
试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。
思考:1.库仑定律中的q1和q2是否带正负号?2.此题的结论说明什么问题?【例题2】:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2 ×-610c,求其中一个电荷所受的库仑力。
【例题3】:已知点电荷A电量是B点电荷的2倍,则A对B作用力大小跟B对A作用力的比值为()A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定【例题4】:两个质量都是m的小球,都用细线拴在同一点,两细线长度相等,两球都带上正电荷,但甲球电量比乙球多,平衡时两细线分别与竖直方向夹角为θ1和θ2,则二者相比,θ1_____θ2。
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 q1q2r 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。
第一章:静电场1.2库仑定律1.※知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法2.※※掌握库仑定律的内容及公式,会用库仑定律求解有关问题3.※通过静电力和万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性图中的母女两人用手接触一个带电体时,身体带上了电,头发上的电荷相互排斥,她们的头发便竖立起来.这一节我们来探究电荷间相互作用力所遵从的规律.一.探究影响电荷间相互作用力的因素1.实验原理:如图所示,F=mg tanθ,θ变大,F变大;θ变小,F变小2.方法:控制变量法(探究电荷间作用力与距离的关系,探究电荷间作用力与电荷量的关系)3.实验操作:保持电荷量不变,改变悬点位置,从而改变小球间距r,观察夹角θ变化情况保持悬点位置不变,改变小球带电量q,观察夹角θ变化情况4.实验现象:r变大,θ变小r,变小,θ变大q变大,θ变大,q变小,θ变小5.实验结论:电荷间的作用力与距离有关,与电荷量有关二.库仑的实验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,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与距离r 的关系.(2)改变A 和C 的带电荷量,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与电荷量q 之间的关系.3实验结论(1)力F 与距离r 的二次方成反比,即F ∝1r 2. (2)力F 与q 1和q 2的乘积成正比,即F ∝q 1q 2.所以F ∝q 1q 2r 2或F =k q 1q 2r 2.三.库仑定律1.库仑力电荷间的________________,也叫做静电力.2.点电荷(1)点电荷是只有电荷量,没有________、________的理想化的模型,类似于力学中的________,实际并不存在.(2)特点①带电体间的距离比它们自身的大小________;②带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的________的影响可以忽略.3.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F 的大小,跟它们的电荷量q 1、q 2的________成正比,与它们的距离r 的________成反比,作用力的方向在它们的连线上(2)表达式:____________,其中静电力常量k =____________N·m 2/C 2.大小:利用库仑定律计算大小时,不必将表示电性的正、负号代入公式,只代入q 1、q 2的绝对值即可. 方向:在两点电荷的连线上,同种电荷________,异种电荷________.(3)适用范围:____________________________.关于元电荷和点电荷,下列说法中正确的是( )A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.元电荷一定可看成点电荷C.体积很大的带电体也可能看做点电荷D.点电荷一定是电量很小的电荷两个相同的金属小球,带电量之比为1 ∶7,相距为r (r 远大于小球半径),两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.167两个可自由移动的点电荷分别放在A 、B 两处,如图所示,A 处电荷带正电Q 1,B 处电荷带负电Q 2,且Q 2=9Q 1,另取一个可以自由移动的点电荷Q 3,放在直线AB 上,欲使整个系统处于平衡状态,则( )A.Q 3为负电荷,且放于A 左方B.Q 3为负电荷,且放于B 右方C.Q 3为正电荷,且放于A 与B 之间D.Q 3为正电荷,且放于B 右方如图所示,两个质量分别为m 1和m 2的小球各用长为L 的丝线悬挂在同一点,当两球分别带电量+q 1和+q 2时,两丝线张开一定的角度,下列哪些情况是可能的( )A.若m 1=m 2,则α1=α2B.若m 1>m 2,则α1>α2C.若m 1<m 2,则α1>α2D.若m 1=m 2,且q 1>q 2,则α1>α2即学即用。
库仑定律导学案班级学号姓名目标导航1.能通过实验定性的探究电荷之间的作用力的大小与电荷量的多少及电荷之间距离的关系。
2.明确点电荷是个理想模型。
知道带电体简化为点电荷的条件,感悟科学研究中建立理想模型的重要意义3.知道库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量.会用库仑定律的公式进行有关的计算.4.了解库仑扭秤实验.5.通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性和统一性。
学习重难点学习用实验研究物理规律,提高实验能力学习抽象思维建立理想模型自主学习一、探究影响电荷间相互作用力的因素试根据课本上演示实验回答下列问题:【实验目的】定性研究电荷间的相互作用力与电荷间距离以及电荷量的关系【实验原理】思考:如图所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B,静止在图示位置;若A为固定的带正电的小球,B球的质量为m,丝线与竖直方向夹角为θ,A和B在同一水平线上,整个装置处于真空中,求B受到的电荷作用力?若m一定,试讨论F与θ的关系。
若F一定,θ与m的关系。
【实验方法】若电荷之间相互作用与多个因素有关可采用。
【实验器材】铁架台,橡胶棒,毛皮,起电机,带绝缘柄的金属小球,带绝缘底座的金属球,绝缘丝线悬挂的金属小球(质量为m1)若干,绝缘丝线悬挂的电摆(是导体,质量为m2,且m2<<m1)若干【实验步骤】1.将悬挂在铁架台上。
(并说明原因)2.使悬挂物带电。
(思考使其带电的方法有哪些?)3.使带绝缘底座的金属球带电。
4.观察电荷间作用力与电荷之间距离的关系。
(怎样控制两个带电体的电荷电量不变,改变它们之间的距离)5.改变小球的带电量,观察电荷间作用力与电量之间的关系。
(怎样控制电荷间距离不变,改变带电体的电量。
)6.记录结论二、库仑定律1.内容:中两个静止之间的相互作用力,与它们的电量,与它们的距离,作用力的方向。
2.公式:3.静电力常量:K=4.适用条件:5.点电荷: 间的比它们自身的大得多,以至形状和大小对相互作用力的影响可以。
库仑定律(导)学案第⼀章静电场第2节库仑定律【学习⽬标】1.通过实验掌握库仑定律,点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,记住静电⼒常量;2.通过例题及练习会⽤库仑定律的公式进⾏有关的计算;3.通过阅读知道库仑扭秤的实验原理。
【重点、难点】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。
预习案【⾃主学习】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________有关。
4.点电荷:⾃⾝的________________⽐相互之间的距离______________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=________,式中k叫做静电⼒常量,k的数值是________。
【学始于疑】任意两个带点的物体间的电场⼒都可以⽤库仑定律计算吗?探究案【合作探究⼀】点电荷问题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?问题2:点电荷与元点荷⼀样吗?例1 (多选)下列关于点电荷的说法正确的是( )A.点电荷可以是带电荷量很多的带电体B.带电体体积很⼤时不能看成点电荷C .点电荷的带电荷量可能是2.56×10-20 CD .⼀个带电体能否看做点电荷应以具体情况⽽定归纳总结1.点电荷是只有电荷量,没有⼤⼩和形状的理想化模型。
2.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。
《库仑定律》导学案一、学习目标:1、知识与技能目标(1)、通过观察演示实验,定性了解带电体之间作用力与电荷量多少及带电体间距大小的关系(2)、明确点电荷是个理想模型,知道带电体简化为点电荷的条件(3)、知道库仑定律的文字表述及其公式表述(4)、初步认识多点电荷间库仑力合力可求(5)、了解静电力与万有引力的公式相似与区别2、过程与方法目标(1)、通过观察演示实验,概括出电荷间的作用规律。
培养自身观察、分析、概括能力(2)、体会研究物理问题的一些常用的方法如:控制变量法、理想模型法、测量变换法、类比法等(3)、理解理想化模型的研究方法,突出主要因素、忽略次要因素3、情感态度与价值观目标(1)、体会科学研究不易的同时,提升自身探究物理的思维层次(2)、通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性二、学习过程1、问题一:我们已经知道,自然界中存在两种电荷,即正电荷和负电荷,而且知道它们之间的相互作用特点,你还记得吗?答:2、问题二:那么电荷间的相互作用力大小跟什么因素有关呢?(请观察演示实验后小组讨论总结)答:3、问题三:如何定量的描述电荷间的力与什么因素有关?一般思路:有来由的大胆猜想和设计精确地实验验证猜测:实验面临的三大困难:困难的解决:4、库仑定律:启示:三、随堂练习1、有三个完全一样的金属球,A球带的电荷量为q,B、C均不带电。
现要使B球带的电荷量为3q/8,应该怎么办?2、根据库仑定律公式推导出静电力常量k的单位。
3、真空中有两个相同的带电金属小球A和B,相距固定为r,A带电为+q和B为+2q,它们之间相互作用力的大小为F。
有一个不带电的与A、B相同的金属球C,当C先后跟A、B小球各接触一次后拿开,那么此时A、B间的作用力的大小为()A.5F/64 B.F/8 C.5F/16 D.5F/8。
库仑定律学习目标1、理解点电荷的含义。
2、掌握库仑定律的内容及公式并说明库仑定律描述的客观规律和适用条件。
3、运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题。
预习填空库仑定律1. 内容:真空中两个之间的相互作用力,与它们电荷量的乘积成,与它们距离的平方成,方向在它们的连线上2、库仑定律的公式,式中k叫做,k的数值是。
库仑定律的公式和公式相似,但库仑力比万有引力要强的多。
3、库仑定律成立的条件是⑴⑵点电荷:当带电体的大小、形状比起相互作用的距离小很多时,(以至带电体a....的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时),带电体可视为点电荷。
b. 点电荷是一个理想化的模型,实际生活中并不存在。
......课堂讲解一.点电荷1 定义:2.条件:3特点:二.库仑定律1内容:2表达式:3方向:4条件:三.库仑定律的应用经典例题例 1 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作点电荷.B.体积很大的带电体一定不是点电荷.C.当两个带电体的形状对它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.任何带电球体,都可看作电荷全部集中于球心的点电荷.例 2 如下图所示,两个带电金属小球中心距离为r ,所带电荷量相等为Q,则关于它们之间电荷的相互作用力大小 F 的说法正确的是 ()2Q2 QA.若是同种电荷,F<kr2B.若是异种电荷,F>kr2Q2Q2C.若是同种电荷,F>kr2D.不论是何种电荷,F=kr2例 3 真空中相距 3m电荷 A、B求 C 的电荷量以及相对 A 的位置Q、+4Q的点C。
这时三个点电荷都处于平衡状态例 4 如右图所示,光滑绝缘的水平面上固定着 A、B、C三个带电小球,它们的质量都为 m,彼此间距离均为 r ,A、B 带正电,电荷量均为 q. 现对 C 施加一个水平力 F 的同时放开三个小球.三个小球在运动过程中保持间距 r 不变,求: ( 三个小球均可视为点电荷 )(1)C 球的电性和电荷量大小.(2)水平力 F 的大小.作业1 关于元电荷和点电荷的理解正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C.体积很小的带电体就是点电荷D.点电荷是一种理想化模型2 两个点电荷相距r 时相互作用力为F,则 ( )A.电量不变距离加倍时,作用力变为F/4.B.其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时,作用力不变.C.每个电荷的电量和两电荷间距减半时,作用力为4F.D.每个电荷的电量和两电荷间距都增加相同倍数时,作用力不变.3 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4 两个相同的金属小球(可看作点电荷),带电量之比为 1:7,在真空中相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能是原来的()① 4/7②3/7③9/7④16/7A.①②B.②③C.③④D.①④A 和B 相互排斥,静止5 如右图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知 ()A.B 球受到的库仑力较大,电荷量较大B.B 球的质量较大C.B 球受到的拉力较大D.两球接触后,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′6.如右图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球 A、B,上、下两根细线的拉力分别为 F A、F B. 现使两球带同种电荷,此时上、下细线受拉力分别为 F′A、F′B,则()A.F A=F′A,F B>F′B.F A=F′A,F B<F′B F A<F′A,F B>F′B BC..F A<F′A,F B<F′BD的相同小球,小7如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为 q q>0)(球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当 3 个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l . 已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为 ()l+kq2.lkq2A.50l2-k0l2 2k Blkq2.lkq2C.50l252-k D- k0l428如图所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知 q1与 q2之间的距离为 l1, q2与 q3之间的距离为 l 2,且每个电荷都处于平衡状态。
9.2库仑定律导学案年级班姓名物理备课组主备人【学习目标】:1.教学目标(1)了解点电荷模型。
(2)掌握库仑定律及应用,明确库仑定律及适用条件。
(3)通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
(4)能够解决库仑力作用下的带电体的受力平衡问题。
【课前预习】:认真阅读课本6-9页【情境导入】回顾上节知识,回答以下问题问题一、三种使物体带电的方式?问题二、电荷间的相互作用?思考:电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢?【新课讲授】1.悬绳为什么发生了偏转?2.当棉球的位置发生变化时,悬绳的偏转程度也发生了变化,你发现什么规律?知识点一、电荷间的作用力定性探究:影响电荷间相互作用力的因素猜想:实验方法:学生活动一:观察实验现象,画出小球的受力分析图,总结规律规律小结:①②知识点二、库伦的实验1、实验装置:库仑扭秤(如图所示)2、器材组成:细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B思考:B球的作用是什么呢?学生活动二、观察PPT上的实验视频,分析总结结论实验结论:①②学生活动三、根据库伦扭秤实验,推导出静电力的表达式知识点四、库仑定律1、内容:2、表达式:3、适用范围:① ② ③问题探究:什么叫叫做点电荷?4、点电荷(1)条件:(2)特点:5、库仑定律使用时应注意:(1)计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
(2)如何确定距离r①若是点电荷,r为两点间距离②相距较远时,均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用,r是球心与球外点电荷间的距离③公式不适用于r→0的情况学生活动四、分组讨论,总结静电力与万有引力的异同(1)相同点(2)不同点:知识点五:静电力的计算问题思考:前面研究的都是两个点电荷,如果存在两个以上的点电荷,那么每个点电荷会受到怎样的作用力?该如何处理?例真空中有三个带正电的点电荷,它们固定在边长为 50cm 的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷的电荷量都是 2.0×10-6 C ,求它们各自所受的静电力。
第二节 库仑定律[知能准备] 1.点电荷:无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 .它是一个理想化的模型.2.库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的 成正比,跟它们的距离的 成反比,作用力的方向在它们的 . 3.库仑定律的表达式:F = 221rq q k;其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量, k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例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F ( )A .带同种电荷时,F <22Lq kB .带异种电荷时,F >22Lq kC .不论带何种电荷,F =22Lq kD .以上各项均不正确3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向.4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.例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 例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.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m1一定等于m2D.必须同时满足q1=q2, m1=m2讨论:如果m1> m2,1θ与2θ的关系怎样?如果m1< m2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上)5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.例4:a、b两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为q1和q2,且q1=9 q2,都是正电荷;现引入点电荷c,这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?例5:如图1—2—5所示.在光滑绝缘的水平面上的A、B两点分别放置质量为m和2m的两个点电荷QA 和QB.将两个点电荷同时释放,已知刚释放时QA的加速度为a,经过一段时间后(两电荷未相遇),QB 的加速度也为a,且此时QB的速度大小为v(1) 此时QA的速度和加速度各多大?(2) 这段时间内QA 和QB构成的系统增加了多少动能?6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.[同步检测]1.下列哪些带电体可视为点电荷( )A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B.在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D.带电的金属球一定不能视为点电荷2.对于库仑定律,下面说法正确的是( )A.凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F =221 r qqk;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的带电金属球心相距为4r时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d,相互作用力大小为F,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F,则两点之间的距离应是图13—1—5( )A .4dB .2dC .d/2D .d/44.两个直径为d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d 时的作用力为( )A .F /100B .10000FC .100FD .以上结论都不对 5.两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ,球的半径比d 小得多,分别带q 和3q 的电荷量,相互作用的斥力为3F .现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为 ( )A .OB .FC .3FD .4F6.如图1—2—6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β, 由此可知 ( ) A .B 球带电荷量较多 B .B 球质量较大C .A 球带电荷量较多D .两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′ 7.两个形状完全相同的金属球A 和B ,分别带有电荷量q A =﹣7×108-C 和q B =3×108-C ,它们之间的吸引力为2×106-N .在绝缘条件下让它们相接触,然后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是 (填“排斥力”或“吸引力”),大小是 .(小球的大小可忽略不计)8.如图1—2—7所示,A 、B 是带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上,B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时,恰与A 等高,若B 的质量为303g ,则B 带电荷量是多少?(g 取l0 m /s 2)[综合评价]9.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F 2,则F 1和F 2的大小关系为: ( )A .F 1=F 2 D .F 1> F 2 C .F 1< F 2 D .无法比较 10.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q 2=﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是 ( )A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.图1—2— 6 图1—2—7图1—2—911.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边 C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.12.如图1—2—11所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有( ) A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同 B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反 C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同 D . A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.13.如图1—2—12所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A 球带9Q 的正电荷,B 球带Q 的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a ,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为 .14.如图1—2—13所示,两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ,连接小球的绝缘细线长度都是l ,静电力常量为k ,重力加速度为g .则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?15.如图1—2—14所示,一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置.固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ,B 球质量为m 、电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A 、B 两球间的距离.图1—2—11图1—2—12图1—2—13图1—2—14第二节 库仑定律知能准备答案:1.点电荷 2.乘积 平方 连线上同步检测答案:1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力,3.8×107-N 10.106- C综合评价答案:1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变,不变,负,8×910-8.16a/9 9.mg lq k +22 2mg 10.mgkQq 3。