库仑定律

No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引2.库仑定律No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引一、库仑定律1．探究影响电荷间相互作用力的因素实验原理如图所示，F＝，θ，F，θ变小，F.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变化情况改变小球带电荷量q，观察夹角θ变化情况实验现象r变大，θ.r变小，θ.q变大，θ.q变小，θ.实验结论电荷间的作用力与有关，与有关mgtanθ变大变大变小变小变大变大变小距离电荷量No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引2．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，与它们的电荷量的乘积成，与它们的成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)公式：(3)适用条件：①在中；②(4)静电力常量公式中的比例常数k，叫做静电力常量，在国际单位制中，k＝9.0×109N·m2/C2，其意义是两个电荷量是1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N.F＝kq1q2r2正比距离的二次方真空点电荷No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引(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．形状No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引二、库仑的实验1．用库仑扭秤做实验时，改变两个球之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找到力F与距离r的关系：力F与距离r的二次方成，即F∝1r2.2．电荷间的作用力与电荷量的关系：力F与q1和q2的乘积成，即F∝q1q2，库仑定律的表达式F＝kq1q2r2正比反比No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引1．对点电荷的理解(1)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，实际中并不存在，是一种科学的抽象，其建立过程反映了一种分析处理问题的思维方式．(2)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．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引(3)点电荷、带电体、元电荷的比较点电荷带电体元电荷理想化模型，没有大小、形状，只带有电荷量，当受到其他电荷的作用时不会引起电荷的分布变化，相互作用规律遵从库仑定律有一定体积、形状，带有电荷的物体，如果受到其他电荷的作用时，一般会引起电荷在物体上的重新分布是最小的电荷量，不是带电体，它就是e＝1.6×10－19C.No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引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间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷解析：本题考查对点电荷的理解．带电体能否看做点电荷，和带电体的体积无关，主要看带电体的体积对所研究的问题是否可以忽略，如果能够忽略．则带电体可以看成是点电荷，否则就不能．答案：CNo.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引2．库仑定律的正确理解和应用(1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算．(2)①应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引②各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k的值才是9.0×109N·m2/C2.③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．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引(3)规律辨析库仑定律万有引力定律共同点①都与距离的平方成反比②都有一个常量(静电力常量，引力常量)③都是场力，分别为电场、万有引力场区别①与两个物体的电荷量有关②既有引力，也有斥力③适用于真空中的点电荷④微观带电粒子间表现明显①与两个物体的质量有关②只有引力③适用于质点④天体间表现明显影响大小的因素q1、q2、rm1、m2、rNo.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引如下图所示，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()A．F引＝Gm2l2，F库＝kQ2l2B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2C．F引≠Gm2l2，F库＝kQ2l2D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l2No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引解析：由于a、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库≠kQ2l2.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不满足lr，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F引＝Gm2l2.答案：DNo.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引1．能否说“大的带电体一定不能看成点电荷，小的带电体一定能看成点电荷”？提示：不能．一个带电体能否看成点电荷，并不在于它体积的大小，而是应具体问题具体分析．即使是大的带电体，在一定条件下，也可以看成点电荷，小的带电体，在一定条件下也不一定能看成点电荷．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引2．“由F＝kq1q2r2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＝kq1q2r2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．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引3．库仑力和学过的重力、弹力、摩擦力是并列的吗？它具有力的一切性质吗？提示：(1)库仑力也称为静电力，它具有力的共性．(2)两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反．(3)库仑力在合成分解时遵守平行四边形定则.No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引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．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引设A、B两球间的距离为r，由库仑定律知，开始时A、B两球之间的作用力为F＝k7Q×Qr2当A、C两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电72Q当B、C两球接触时，两球均带电1272Q－Q＝54Q故后来A、B两球间的作用力F′＝k72Q×54Qr2＝58F.No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引【跟踪发散】1－1：两个分别带有电荷量－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r2，则两球间库仑力的大小为()A.112FB.34FC.43FD．12FNo.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引解析：由库仑定律得：F＝k3Q2r2，两球相互接触后各自带电荷量Q′＝＋3Q－Q2＝Q，故当二者间距为r2时，两球间库仑力F′＝kQ2r22＝k4Q2r2，故F′＝43F，C正确．故选C.答案：CNo.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引如右图所示，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．2B．3C．23D．33No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引答案：C解析：以小球A为研究对象设小球带电荷量为q，细线长l，两次受库仑力平衡kqq1r12＝mAg·tanθ1.①kqq2r22＝mAg·tanθ2.②r1＝lsinθ1，r2＝lsinθ2.将θ1＝30°，θ2＝45°代入①②得q1q2＝123.No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破No.4名师解疑No.5典例精析No.6随堂演练No.7课时作业工具第一章静电场栏目导引【反思总结】力电综合题，可以归纳为“电学问题，力学方法”只是把库仑力当作一个服从库仑定律的普通力就可以了，其在效果上，和重力、弹力、摩擦力等一样遵循力学规律．No.1问题探究No.2基础导学No.3要点突破N