第二节库仑定律.docx
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第二节库仑定律
第二节 库仑定律
★学习要求★
1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念
2．理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量
3．会用库仑定律的公式进行有关的计算
★课前预习★
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 ．
适用范围：
真空中的 。
3．库仑定律的表达式：
__________________
其中q1、q2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，静电力常量k=_____________Nm
/C
.
4．库仑定律与万有引力定律的比较如下表：
定律
共同点
区别
影响大小的因素
万有引力定律
（1）都与距离的二次方成反比
（2）都有一个常量
与两个物体、有关，只有力
m1，m2，r
库仑定律
与两个物体、有关，有力，也有力
Q1，Q2，r
★合作探究★
一、演示实验
现象：
结论：
二、库仑定律
（1）内容：
（2）库仑定律表达式：
（3）库仑定律的适用条件：
（4）K：
静电力恒量：
三、库仑研究定律的过程
1．提出假设
2．做出假说
3．实验探究:
（1）实验构思
（2）实验方案
（3）对假说进行进行修正和推广
4．思考：
（1）库仑通过什么方法比较力的大小？
（2）库仑通过什么方法比较电荷量的大小？
5．研究方法：
控制变量法.
实验方案：
a.___________一定时，探究____与_____的关系 结论：
______
b.___________一定时，探究____与_____的关系 结论：
______
6．思想方法:
（1）小量放大思想
（2）电荷均分原理
【例1】已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．
结论：
【例2】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求他们所受的库仑力。
【例3】真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（A．B均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。
用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则A．B球间的静电力应为多大?
若再使A．B间距增大一倍，则它们的静电力又为多大?
★随堂练习★
1．下列说法中正确的是：
（）
A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的．
B．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体.
C．根据
可知，当r趋近于0时,F趋近于∞.
D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计．
2．两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10?
5C的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带+1.5×10?
5C和?
1.5×10?
5C的电量时，相互作用力为F2,则（ ）
A．F1=F2 B．F1＜F2 C．F1＞F2 D．无法判断
3．两个相同的均匀带电小球，分别带Q1=1C，Q2=－2C，在真空中相距r且静止，相互作用的静电力为F
（1）今将Q1．Q2．r都加倍，问作用力变化？
（2）只改变两电荷的电性，作用力如何？
（3）只将r增大两倍，作用力如何？
（4）将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？
（5）接（4）题，为使两球接触后，静电力的大小不变，应如何放置两球？
4．两个相同的金属小球，一个带电Q1=4.0×10-11C，另一个带电Q2=－6.0×10-11C。
（1）两球相距50cm时，它们之间的静电力？
（2）把两球接触，分开后使它们仍相距50cm，它们之间的静电力？
★学后反思★
本节课的收获：
___________________________________________________________
★课下巩固★
1．关于点电荷的说法，正确的是（ ）
A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C．点电荷一定是电量很小的电荷
D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
2.真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于（ ）
A.F B.2F C.F/2 D.F/4
3．A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（ ）
A．可能变大 B．可能变小 C．一定不变 D．不能确定
4．两个半径均为1cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球心相距90cm，相互作用力大小为F，现将它们碰一下后，放在两球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小变为 （ ）
A．3000F B．1200F C．900F D．无法确定
5．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 （ ）
A．q一定是正电荷 B．q一定是负电荷
C．q离Q2比离Q1远 D．q离Q2比离Q1近
6．设氢原子核外电子的轨道半径为r，电子质量为m，电量为e，求电子绕核运动的周期．
7.关于点电荷的概念，下列说法正确的是 （ ）
A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷
B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷
C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
D.对于任何带电球体，总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷
8．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和8q，它们之间作用力的大小为F，有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，用C跟A、B两小球反复接触后移开，此时，A、B间的作用力大小为 （ ）
A．F/8 B．3F/8 C．7F/8 D．9F/8
9．两个完全相同的金属小球相距为r（可视为点电荷），带有同种电荷，所带电量不等，电荷间相互作用力为F，若将它们接触后放回到原来的位置，这时的相互作用力为F′，则 （ ）
A．F′一定大于F B．F′可能等于F
C．F′一定小于F D．不能确定
10.将两个半径极小的带电小球（可视为点电荷），置于一个绝缘的光滑水平面上，相隔一定的距离从静止开始释放，那么下列叙述中正确的是（忽略两球间的万有引力作用） （ ）
A.它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同
B.它们的加速度可能为零
C.它们的加速度方向一定相反
D.它们加速度的大小一定越来越小
11.两个完全相同的小金属球，它们的带电量之比为5：
1（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1：
F2可能为：
（ ）
A．5：
2 B．5：
4 C．5：
6 D．5：
9
12.真空中固定着A、B两个带负电的点电荷，它们间的距离为10ｃｍ，现将另一个点电荷C，放到A、B连线上距A2ｃｍ处，则C恰好处于平衡状态，则A、B两个点电荷电量之比QA∶ＱＢ＝ .
13．两个小球都带正电，总共有电荷5.0×10--5C，当两个小球相距3.0m，它们之间的斥力为0.4N，问总电荷在两个小球上是怎样分配的?
14.两个带电量分别为Q、4Q的负点电荷a、b，在真空中相距L，现引入第三个点电荷C，能使三个点电荷都处于静止状态，确定电荷C的位置、电性及它的电荷量.
15.如图1-6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；若固定的带正电的小球A电量为Q，B球的质量为m，带电量为q，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A、B两球之间的距离为多少?
16.如图1-7所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则（ ）
若m1=m2，q1B．若m1=m2，q1β
C．若q1=q2，m1>m2，则α>β
D．若m1>m2，则α<β,与q1、q2是否相等无关
17.如图1-8所示，用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N，此时上下丝线的受力分别为TM和TN，如果使M球带正电，N球带负电，上下线受到的力分别为
、
，则 （ ）
A.TM＜
B.TN＞
C.TM=
D.TN＜
18.如图1-9所示，在光滑且绝缘的水平面上，有2个金属小球A和B，它们用一轻弹簧相连，带同种电荷。
弹簧伸长x0时小球平衡，如果A、B带电量加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长为x，则x和x0的关系为（ ）
A．x=2x0 B．x=4x0 C．x<4x0 D．x>4x0
19．如图1-10所示,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上，由于对称性，点电荷所受力的为零，现在球壳上挖去半径为r（r远小于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 （已知静电力恒量为k），方向 ．
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