库仑定律学案.docx

1、库仑定律学案库仑定律学案静电场学案2库仑定律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_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_静电力：_间的相互作用力，也叫_它的大小与带电体的_及_有关点电荷：自身的_比相互之间的距离_的带电体库仑定律：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_库仑定律的公式F_，式中叫做静电力常量，的数值是_答案1.减小增大2.增大减小3.电荷库仑力电荷量距离4.大小小得多5.

2、正比反比连线上6.q1q2r29.0109N2/c2一、点电荷问题情境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？点电荷与元点荷一样吗？答案1.不是：一个物体能否被看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状而定元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍要点提炼点电荷是只有电荷量，没有_和_的理想化模型带电体看成点电荷的条件：当带电体间的_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

3、影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷答案1.大小形状2.距离二、库仑定律问题情境什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？库仑定律及表达式与哪个定律相似？答案1.电荷间的相互作用力叫做静电力，又叫库仑力；其大小由公式Fq1q2r2计算；其方向根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理，在二者连线上确定.2.与万有引力定律的表达式相似要点提炼库仑定律的适用条件是：_；_答案真空中点电荷问题延伸有人根据Fq1q2r2推出当r0时，F，正确吗？答案从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的。因为当r0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了三、库仑的实验问题情境库仑扭秤是如何

4、把力的作用效果放大的，如何确定力F的大小？此实验是如何把带电金属球所带的电荷量均匀改变的？答案利用“”形架增大库仑力扭转悬丝的效果，根据扭转角度确定力F的大小利用电荷平分原理，完全相同的两个带电体接触后分开：同种电荷，电荷量平分；异种电荷，先中和后平分.例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AFq1q2 3R 2BFq1q2 3R 2cFq1q2 3R 2D无法确定解析因为两球心距离不比球的半径大很多，所以两带电球不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当q1

5、、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，电荷中心距离小于3R，如图所示所以静电力可能小于q1q2 3R 2，也可能大于q1q2 3R 2，D正确答案D变式训练1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2.561020cD一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定答案AD解析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及带电荷量的多少来判断，因此A、D正确，B错误因为任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，所以c错误故正确选项为A、D.例2有三个完全一样的球A、B、c，A球带电荷量为7Q，

6、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两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：先据库仑定律写出原来A、B间库仑力的表达式据电荷均分原理确定接触后A、B的带电荷量再据库仑定律写出现在A、B间的库仑力解析设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F7QQr2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1254Q故后来A、B两球之间的作用力F72Q54Qr258F.答案58变式训练2两个分别带有电荷量Q和3Q的相同金属小球，固定在相距为r

7、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.43FD12F答案c解析两金属球间原来的库仑力FQ3Qr23Q2r2，两球接触后各带相同电荷量QQ3Q2Q，又因它们的距离变为r2，所以此时它们间的库仑力FQQ r2 24Q2r243F，故c项正确例3两个正电荷q1和q2的电荷量都是3c，静止于真空中的A、B两点，相距r2.在它们的连线AB的中点o放入正电荷Q，求Q受的静电力在它们连线上A点左侧P点，AP1，放置负电荷q3，q31c，求q3所受的静电力思路点拨解答本题时，可按以下思路分析：q1对Q的库仑力；q2对Q的库仑力；库

8、仑力的合力解析依据库仑定律知道q1、q2对Q的库仑力大小相等，方向相反，故合力为零如图，q3受q1的引力F31，受q2的引力F32，方向向右，合力为F3F31F32q1q3r2PAq2q3r2BP31010N.答案零31010N，方向向右变式训练3如图1所示，两个点电荷，电荷量分别为q14109c和q29109c，两者固定于相距20c的a、b两点上，有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动，该点电荷所处的位置是A距a点外侧40c处B距a点内侧8c处c距b点外侧20c处图1D无法确定答案A解析此电荷电性不确定，根据平衡条件，它应在q1点电荷的外侧，设距q1距离为x，由q1qx2q2q x20

9、 2，将数据代入，解得x40c，故A项正确【即学即练】下列关于点电荷的说法中，正确的是A体积大的带电体一定不是点电荷B当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷c点电荷就是体积足够小的电荷D点电荷是电荷量和体积都很小的带电体答案B解析带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论，故A、c、D错一个带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷故B正确关于库仑定律，以下说法中正确的是A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体B库仑定律是实验定律c库仑定律仅适用于静止电

10、荷间的相互作用D根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大答案B解析一个带电体能否看做点电荷不以它的体积大小来确定，体积小的带电体不一定能视为点电荷，A错；库仑定律是在大量的实验探究基础上总结出来的，B对；库仑定律适用于真空中的点电荷，电荷间的库仑力与电荷的运动状态无关，c错；当两带电体很近时，它们已不能看做是点电荷，库仑定律不再适用，不能再用q1q2r2来计算电荷间的库仑力，D错相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为A.F2B4Fc2FD.F4答案A解析Fq1

11、q2r2，F2q1q2 2r 212q1q2r2F2，选A.如图2所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为图2A4B9436c2D326答案A解析本题可运用排除法解答分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力作用下保持平衡，所以这三个电荷不可能是同种电荷，这样可立即排除B、D选项，故正确选项只可能在A、c中若选q2为研究对象，由库仑定律知：q2q1r2q2q3 2r 2，因而得：q114q3，即q34q1.选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.对于库仑定律，下列说法正确

12、的是A只要是计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可使用公式FQ1Q2r2B两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力c相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们受到的库仑力大小一定相等D库仑定律中的静电力常量只是一个比例常数，只有数值，没有单位答案Ac解析库仑定律的表达式Fq1q2r2的适用条件是真空中的点电荷，而不是任意情况下的带电体，所以选项A正确，B错误；两个点电荷之间受到的静电力互为作用力与反作用力，所以选项c正确；静电力常量9.0109N2/c2，选项D错误A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其他电荷移到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

13、不变D不能确定答案c解析根据库仑定律，两个点电荷间的库仑力只跟两个电荷的电荷量和它们间的距离有关，因此它们间的库仑力不会受到外界的影响选项c正确两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为51，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F1F2可能为A52B54c56D59答案BD解析根据库仑定律，它们接触前的库仑力为F15q2r2.若带同号电荷，接触后的带电荷量相等，都为3q，此时库仑力为F29q2r2；若带异号电荷，接触时电荷先中和后平分，接触后的带电荷量也相等，都为2q，此时库仑力为F24q2r2.由以上计算可知选项B、D正确

14、两个带有同种电荷的小球A、B，放在光滑绝缘水平面上，其中小球A固定，小球B只在库仑力作用下由静止开始沿水平面运动，在运动过程中，小球B的加速度a和速度v的变化是Aa一直在增大Ba一直在减小cv一直在增大Dv一直在减小答案Bc解析本题考查的知识点是牛顿第二定律和库仑定律B在A的静电斥力的作用下，向远离A的方向做加速运动，c对，D错A、B间隔越来越远，由牛顿第二定律得qAqBr2BaB，r逐渐变大，则aB逐渐减小，故A错，B对如图3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FA、FB，现使两球带同种电荷，此时上、下细线受力分别为FA，FB，则图3AFAFA，FBFBBF

15、AFA，FBFBcFAFA，FBFBDFAFA，FBFB答案B解析两个小球都不带电时，FAGAFB，FBGB；使两球带同种电荷后，FAF斥GAFB，FBGBF斥FAFA，故FBFB，B项正确如图4所示，两个带电小球A、B的质量分别为1、2，电荷量分别为q1、q2.静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为1、2，且恰好处于同一水平面上下列说法正确的是图4A若q1q2，则12B若q1q2，则12c若12，则12D若12，则12答案cD解析A、B之间的静电力是作用力和反作用力的关系，所以不论A、B哪个带的电荷量大，它们受到的静电力大小相等、方向相反，由平衡条件得tanF电g.可见质量相同，偏角相同；质量越

16、大，悬线与竖直线的偏角越小故选项c、D正确如图5所示，把质量为2.0103g的带电小球B用细线悬挂起来若将带电荷量为4.0108c的小球A靠近B，则平衡时细线与竖直方向成45角已知A、B在同一水平面上且相距0.3，B球所带的电荷量为_c图5答案5106解析以小球B为研究对象，其受力分析如图所示，设小球B所带的电荷量为qB，由平衡条件可知：qAqBr2gtan45代入数据解得：qB5106c.真空中光滑绝缘平面上，分别放置两个电荷量为Q、9Q的点电荷A、B，如图6所示，且A、B间的距离为60c.然后在另一位置放置点电荷c，这时三个点电荷都处于平衡状态，求c的电荷量以及相对A的位置图6答案94Q在

17、A点左侧距A30c处解析由于三个点电荷中每个点电荷都处于平衡状态，三个点电荷应位于同一条直线上设Q、9Q如图所示放置，根据“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大”原则，c应放在A、B连线A点左侧，且c应带正电，设电荷量为q，A、B之间距离为r，A、c之间距离为r.以A为研究对象，则Q9Qr2，以B为研究对象，则q9Q rr 2Q9Qr2，以c为研究对象，则Qqr29Qq rr 2.由以上方程可得出q94Q，rr230c.两个完全相同的小球A和B，只有A带有一定的电荷量，A、B接触后分开，相距1时测得相互作用力等于1N，求接触前A的电荷量是元电荷的多少倍？答案1.251014解析接触后设每个球带的电荷量为Q，已知间距r1，相互作用力F1N由库仑定律FQ1Q2r2Q2r2，得QFr21129109c1105c，A球接触前所带电荷量与电子电荷量之比为n2Qe21051.610191.251014，即是元电荷的1.251014倍0行星绕恒星运动由万有引力提供向心力，电子绕原子核运动由库仑力提供向心力，已知电子的质量为，原子核与电子的带电荷量都为e，电子绕原子核做圆周运动的半径为r，静电力常量为，求：电子转动的线速度；电子做圆周运动的周期答案er2rer解析电子绕原子核运动由库仑力提供向心力，所以Fe2r2v2r42T2r解得ver，T2rer.