1.2库仑定律
高二物理导学案
课题：1.2库仑定律主备人：
班级学号姓名
[学习任务]
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．
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
[课前预习]
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。使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。
4.应用库仑定律时应注意的问题:应注意库仑定律的适用条件。公式F=kQ1Q2/r2仅适用于中（空气中近似成立）的两个间的相互作用。
[合作探究]
例1:两个完全相同的金属小球A、B，A球带电量为＋5.0×10－9C，B球带电量为－7.0×10－9C，两球相距1ｍ。问：它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力为多大？
例2: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；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，θ=30°，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?
[自我检测]
b
1.关于点电荷的说法中正确的是（）
A.真正的点电荷是不存在
B.点电荷是一种理想化的物理模型
C.小的带电体就是点电荷
D.形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体
2. A、B两点电荷间的距离恒定，当其它点电荷移到A、B附近时，A、B间相互
作用的库仑力将（）
A.可能变大
B.可能变小
C.一定不变
D.无法确定
3.有A、B、C三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则（）
A.B和C两球均带负电
B.B球带负电，C球带正电
C.B和C两球中必有一个带负电，而另一个不带电
D.B和C两球都不带电
4. 关于库仑定律的公式F=kQ1Q2/r2，下列说法中正确的是（）
A.当真空中两个电荷间距离r→∞时，它们间的静电力F→0
B.当真空中两个电荷间距离r→0时，它们间的静电力F→∞
C.当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D.当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
5.两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球a和b，分别带有等量异种电荷，被固定在绝缘水平面上，这时两球间静电引力的大小为F.现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球C先与a球接触，再与b球接触后移去，则a、b两球间静电力大小变为（）A.F/2 B.3F/8 C.F/4 D.F/8
6．如图所示，三个完全相同的金属小球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四条有向线段中的一条来
表示，它这条有向线段应是（）
A．F1B．F2
C．F3D．F4
7．两点电荷A、B带电量q A＞q B，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（）
A．同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧B．同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧C．异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧
D．异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧
8.真空中两个同种点电荷Q1和Q2，它们相距较近，使它们保持静止状态今释放Q2，且Q2只在Q1的库仑力作用下运动，则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是（）
A.速度不断变大，加速度不断变大
B.速度不断变大，加速度不断变小
C.速度不断变小，加速度不断变大
D.速度不断变小，加速度不断变小
9.两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r,它们带有等量同种电荷q时，相互间的库仑力为F1，若距离不变，它们带有等量异种电荷q时，库仑力为F2，则两力大小（）A．F1＞F2 B．F1＜F2
C．F1＝F2 D．无法确定
10.有三个完全相同的金属小球A、B、C，其中，A球带电荷量为7Q，B球带电荷量为-Q，C球不带电.将A和B固定起来，然后让C球反复与A球和B球接触，最后移去C球，求A和B间的相互作用力将变为原来的多少倍。
[学后反思]
库仑定律 说课稿 教案 教学设计
库仑定律 本节分析 本章的核心是库仑定律，它既是电荷之间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础．因此，在本节教学中对电荷之间的相互作用，不仅要求学生定性知道，而且通过库仑定律的教学还要求定量了解，但对库仑定律的解题应用，则只限于真空中两个点电荷之间相互作用的一些简单计算．库仑定律是静电学的第一个实验定律，是学习电场强度的基础．本节的教学内容主线有两条：知识层面上掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律；方法层面上研究多个变量之间关系的方法，间接测量一些不易测量的物理量的方法，及研究物理问题的其他基本方法． 学情分析 学生在高一已经学习了万有引力的基本知识，为过渡到本节的学习起着铺垫作用．上一节学生已经学习了电荷及电荷守恒定律，知道了使物体带电的几种方法，并且知道了在物体起电的过程中，系统的电荷是守恒的．同时，学生在初中也明确知道电荷之间是有相互作用的：同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引．高二的学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力．能在教师指导下通过观察、思考，发现一些问题和解决问题．教学目标 ●知识与技能 (1)掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并知道库仑定律的适用条件． (2)运用库仑定律进行有关的计算． ●过程与方法 (1)渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力． (2)渗透控制变量的科学研究方法． ●情感、态度与价值观 通过对本节学习，培养学生从微观的角度认识物体带电的本质，认识理想化是研究自然科学常用的方法，培养科学素养，认识类比的方法在现实生活中的广泛应用．教学重难点 ●重点：库仑定律及适用条件． ●难点：库仑定律的实验．
高二物理人教版选修3-112库仑定律12库仑定律教案68
选修3－1 第一章静电场教案精选 课题§1.2库仑定律课型新授课（1课时） 教学目标知识与技能 1、掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律． 2、会用库仑定律进行有关的计算． 过程与方法 1、渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力． 2、渗透控制度量的科学研究方法 情感、态度与价值观 通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点． 教学重点、难点教学重点： 库仑定律和库仑力的教学． 教学难点： 关于库仑定律的教学 教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习 教 学 手 段演示实验、多媒体课件
教学活动 一、库仑定律： 1、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？ 结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小 有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越 小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。 2、库仑定律：内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘 积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 3、库仑定律表达式： 2 2 1 r Q Q K F 4、对库仑定律的理解： (1)库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 a：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷． b：点电荷是一种理想化模型． c：介绍把带电体处理为点电荷的条件． d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多 点电荷组成的，据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方 向． (2)K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2，其大小是用实验方法确 定 的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的 单位必须是：F：N、Q：C、r：m。 (3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点 电 荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向 学生活动
2020高考物理库仑定律
1.如图所示，两个带电小球A、B分别用细丝线悬吊在同一点O，静 β)，关于两小球的质量m1、m2和带电量q1、q2 是 A.一定有m1
A.一定是F /8 B.一定是F /4 C.可能是3F /8 D.可能是3F /4 4.半径为r 的两个带电金属小球，球心相距3r ，每个小球带电量都是+q ，设这两个小球间的静电力大小为F ，则下列式子中正确的是 A.229r kq F = B.2 2 9r kq F < C.2 2 9r kq F > D.2 2 25r kq F = 5.如图所示，两根细丝线悬挂两个质量相同的小球A 、B ．当A 、B 不带电时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T A 、T B 带等量同种电荷时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为T 下列结论正确的是 A.T A ′=T A ，T B ′>T B B. T A ′=T A ，T B ′ 库仑定律》教学设计 【教材分析】 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。 教学重点：库仑定律及其理解与应用 教学难点：库仑定律的实验探究 【教学过程】 引入新课——引入实验——库伦实验——库伦定律——对定律的解释——比较库伦定律与万有引力的区别——拓展库仑力作用下力学问题的求解方法 一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素 (一)定性实验探究： 探究一：影响电荷间相互作用力的因素猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。如何做实验定性探究？ (1)你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？学生：控制变量法。 (2)请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？学生：比较悬线偏角 的大小 (3)实验前先思考: 可用什么方法改变带电体的电荷量? 定性实验结论： 电量q 一定，距离r 越小，偏角越大，作用力F 越大。 距离r 一定，电量q 增加，偏角变大，作用力F 越大；实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气 (二) 定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律：提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎 样的定量关系呢? 根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢？事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。 而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难： ①带电体间作用力小，没有足够精密的测量仪器；怎样确定带电体间的作用力的数量关系？ ②没有电量的单位，无法比较电荷的多少；怎样确定电荷量的数量关系？ ③带电体上电荷分布不清楚，难测电荷间距离。怎样测定电荷间的距离？同学们，如果是你，你能想到怎样的方法来解决这些困难？ 引导学生用类比的方法得出三大困难的对策：卡文迪许扭称实验——库仑扭称实验，对称性— 高二物理：库仑力的平衡问题（参考答案） 一、选择题 1． 【答案】D 【解析】对小球A 受力分析，如图所示： 图中力三角形与几何三角形△OBA 相似，故： F=mg T=mg 2． 【答案】AB 【解析】对A 受力分析，受重力mg 、细线的拉力F T 、B 对A 的吸引力F ，由分析知， A 平 衡时，F 的最小值为F ＝mg sin 30°＝kq 2r 2，解得r ＝1 m ，所以两球的距离d ≤1 m ，A 、B 正确． 3． 【答案】 C 【解析】 对A 受力分析如图所示，由库仑定律得F ＝k q A q B r 2； 又r ＝l sin θ，F ＝G tan θ 由以上各式可解得q B ＝Gl 2sin 2θtan θkq A ， 因G 、l 、q A 、k 不变，则 q 2q 1＝sin 2 45°tan 45°sin 2 30°tan 30° ＝2 3.故C 正确． 4． 【答案】 C 【解析】 小球B 受力分析如图：小球处于平衡状态 设A 、B 球间距离为r ，q B 减小，则F 减小，r 减小，导致F 的大小方向均改变，绳的拉力方向也会改变，适合于三角形相似 T L ＝mg L ＝F r mg L 不变， F 变为原来一半，则r 变为原来一半 又∵F ＝kq A q B r 2 ∴q B 变为原来的18 。 ∴C 正确。 5． 【答案】 AC 【解析】 根据库仑定律得A 、B 间的库仑力F 库＝k q 2d 2，则A 正确；当细线上的拉力为0时满足k q 2d 2＝mg tan θ，得到q d ＝ mg tan θk ，则B 错误，C 正确．斜面对小球A 的支持力始终不为零，则D 错误． 6． 【答案】 A 选修3-1 1.2 库仑定律教学设计 知识目标： 1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律． 2．会用库仑定律进行有关的计算． 能力目标： 1．渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力． 2．渗透控制度量的科学研究方法 德育目标： 通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点． 教学重点： 库仑定律和库仑力的教学． 教学难点： 关于库仑定律的教学 教学方法： 实验归纳法、讲授[] 库仑定律教学过程： 一、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？ 结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。 电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？ 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 二、库仑定律： 1.内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2.库仑定律表达式： 2 2 1 r Q Q K F 3.对库仑定律的理解： 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 a：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷． b：点电荷是一种理想化模型． c：介绍把带电体处理为点电荷的条件． d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成 ; 库仑定律复习 ◎必做部分 1．关于库仑定律的理解，下面说法正确的是( ) A ．对任何带电荷之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式 B ．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式 C ．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的 D ．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电 答案： BC , 2．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： C 3．关于库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2 r 2 ，下列说法正确的是( ) @ A ．当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时，它们之间的静电力F →0 B ．当真空中的两个电荷间的距离r →0时，它们之间的静电力F →∞ C ．当两个点电荷之间的距离r →∞时，库仑定律的公式就不适用了 D ．当两个电荷之间的距离r →0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用 了 解析： r →∞时，电荷可以看做点电荷，库仑定律的公式适用，由公式可知，它们之间的静电力F →0；r →0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了． 答案： AD 4.(2012·广东实验中学联考)如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定( ) A ．两球都带正电 | B ．两球都带负电 2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 第一部分 静电场 专题1.2 库仑定律（提高篇） 一．选择题 1．（2019北京交大附中三模）图示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。下列说法中正确的是（ ） A ．装置中A 、C 为带电金属球， B 为不带电的平衡小球 B ．实验过程中一定要使A 、B 球带等量同种电荷 C ．库仑通过该实验计算出静电力常量k 的值 D ．库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小 【参考答案】A 【名师解析】装置中A 、C 为带电金属球，B 为不带电的平衡小球，选项A 正确；实验过程中可以使A 、B 球带不等量同种电荷，选项B 错误；库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小与电荷量的乘积成正比，不能计算出静电力常量k 的值，选项CD 错误。 2.(2019·广东省汕头市质检)A 、C 是两个带电小球，质量分别是m A 、m C ，电荷量大小分别是Q A 、Q C ，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O ，两球静止时如图所示，此时细线对两球的拉力分别为F T A 、F T C ，两球连线AC 与O 所在竖直线的交点为B ，且AB 【参考答案】 BD 【名师解析】 利用相似三角形知识可得，A 球所受三个力F 、F T A 、m A g 构成的矢量三角形与三角形OBA 相似，m A g OB ＝F AB ＝F T A AO ； C 球所受三个力F 、F T C 、m C g 构成的矢量三角形与三角形OBC 相似，m C g OB ＝F CB ＝F T C CO ；因OA ＝OC ，所以m A ∶m C ＝F T A ∶F T C ；m A ∶m C ＝BC ∶AB ，选项B 、D 正确，C 错误；因两球之间的作用力是相互作用力，无法判断两球带电荷量的多少，选项A 错误． 3.（2019山西省五地市期末联考）如图所示，正电荷Q 固定在圆心，另外两个完全相同的带电粒子a 、b 绕Q 做匀速圆周运动，它们的圆轨道在同一平面内，绕行方向相同。带电粒子a 的轨道半径是r ，带电粒子b 的轨道半径是4r ，带电粒子a 做圆周运动的周期是T ，不计a 、b 重力和a 、b 之的作用力，某时刻a 、b 两带电粒子距离达到最近，则下列说法正确的是：（ ） A ．.此时若使带电粒子b 加速运动，有可能与a 发生碰撞 B ．此时带电粒子a 的电势能比带电粒子b 的电势能大 C ．从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为74 T D ．.从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为7 8 T 【参考答案】.C 【名师解析】绕Q 做匀速圆周运动的带电粒子a 、b 带负电，此时若使带电粒子b 加速运动，粒子b 将做离心运动，不可能与a 发生碰撞，选项A 错误；固定在圆心的正电荷Q 的电场中，a 粒子位置处电势高于b 位置电势，根据电势能与电势关系可知此时带负电粒子a 的电势能比带负电粒子b 的电势能小，选项B 错 误；对带电粒子a ，库仑力提供向心力，k 2Qq r =mr （2T π）2 ，对带电粒子b ，库仑力提供向心力，k () 24Qq r =m4r （ 2' T π）2 ，联立解得T’=8T 。设从该时刻起到a 、b 间相距最远所经历的最短时间为t ，则有：t/T-t/T’=1/2，解得t=7 4 T ，选项C 正确D 错误。 4．（2019湖南娄底二模）如图所示，带电小球a 由绝缘细线PM 和PN 悬挂而处于静止状态，其中PM 水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH ，圆心P 与a 球位置重合，管道底端H 与水平地面相切， 《库仑定律》教学设 计 《库仑定律》教学设计 夏煜明 （一）教材分析： 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。 （二）学情分析： 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识，万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过，本节重点是做好定性实验，使学生清楚知道实验探究过程。 （三）教学目标： 1、知识与技能： (1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。 2、过程与方法 (1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 3、情感态度与价值观 (1)培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。 (2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 （四）教学重点、难点： 教学重点：库仑定律及其理解与应用 教学难点：库仑定律的实验探究 教学难点的突破措施：定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。（五）教学用具： 多媒体课件,毛皮，橡胶棒，气球，玻璃棒，丝绸，易拉罐，泡沫小球，铁架台。（六）教学过程： 引入新课 演示实验：让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，靠近易拉罐，会发生什么现象？ 典型例题3：含库仑力的受力平衡 【例题1】（多选）如图所示，质量分别为m A和m B的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平直线上，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)．现在同时剪断两绝缘细线， 下列判断正确的是() A．m A一定小于m B B．q A一定大于q B C．剪断细线后A、B两球都沿原细线方向做匀加速直线运动。 D．在两小球落地前观察，同一时刻两小球一定都在同一高度。 【例题2】如图，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? 【例题3】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。 【例题4】真空中三个点电荷位于一条直线上，都只在电场力下处于静止，其中两个电荷停在M、N两点，所带电量如图所示，则第三个电荷的电性 和所停的位置，下列说法正确的是（） A．为正电荷，可能停在A处 B．为正电荷，可能停在B处 C．为负电荷，可能停在B处 D．为负电荷，可能停在C处 【例题5】三个质量相等的带电小球，置于光滑绝缘的水平桌面上的一个边长为L的正三角形的三个顶点上，已知a,b两球皆带正电荷q，如图所示。现给c球一个恒定的拉力，使三个球恰好在相对位置不变的情况下以相同的加速度一起做加速运动。问： （1）c球应带什么性质的电？带点量为多少？ （2）恒定拉力应为多大？方向如何？ 【例题6】如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。 两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是，带电小球可 视为点电荷，重力加速度，静电力常量 ，则（） A．两球所带电荷量相等 B．A球所受的静电力为1.0×10-2N C．B球所带的电荷量为 D．A、B两球连续中点处的电场强度为0 【例题7】如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平 板的MN两点，A上带有的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大 小分别为和。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷 的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取 ；静电力常量，AB球可 视为点电荷）则（） A支架对地面的压力大小为2.0N B两线上的拉力大小 C将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小为 D将B移到无穷远处，两线上的拉力大小 一、电荷守恒定律、库仑定律练习题 一、选择题 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．将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数[ ] A．增加B．减少 C．不变D．先增加后减少 3．库仑定律的适用范围是[ ] A．真空中两个带电球体间的相互作用 B．真空中任意带电体间的相互作用 C．真空中两个点电荷间的相互作用 D．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律 4．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是[ ] A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电 5．有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A 带正电，则[ ] A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电 D．B、C球都不带电 6．A、B两个点电荷间距离恒定，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 7．两个半径均为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 8．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 9．如图1所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线受的力分别为T A、T B；如果使A带正电， 库仑定律的教学设计 word文档，精心编排整理，均可修改 你的满意，我的安心 “库仑定律”的教学设计 本文案经过精细搜索而来，内容齐全 江苏省新沂市第一中学朱蕴 一．教学设计思想 高中物理新课程标准将学生探究能力的培养作为物理教学的目标之一，而探究性教学法是培养学生科学探究能力和创新能力的一种重要的教学方法。我在设计中力求体现：以学生发展为本，面向全体学生，根据学生的实际情况选择教学方法；凸显“科学猜想、逻辑分析、实验验证、得出结论”的科学探究的基本过程，同时注重科学方法的渗透，培养学生良好的物理思维习惯；在探究学习中，鼓励学生自由想象，敢于提出自己的假设和预见、敢于动手实验验证并归纳出自己的结论，让每个学生都能体会到物理规律产生的艰辛过程，同时进一步培养学生的团队协作、共同探究的科学素养。 二．学习任务分析 本节内容的核心是库仑定律，它不仅是电磁学的基础，也是物理学的基本定律之一，它阐明了带电体相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础。 由于学生对电荷间作用力缺少感性认识，为本节课的学习带来了一定的困难。为此，先由“调皮的小球”实验入手，使学生对电荷间作用力有了一定的感性认识，然后分为二个环节进行探究：先定性探究，后定量探究。每一次探究，都遵循科学探究的基本过程，从而使库仑定律的得出水到渠成。 教学重点：库仑定律及适用条件 教学难点：库仑定律的建立 三．学习者分析 学生已初步掌握了用实验探究物理规律的基本过程，有较强的动手能力，具有较好的思考、质疑、交流与合作的学习习惯；学生已通过“电荷及守恒定律”的学习，知道自然界中的两种电荷及使物体带电的方式，掌握了电荷守恒定律及基本应用；通过预习，学生迫切希望掌握有关静电的规律及应用，这些为本节探究性学习的顺利进行奠定了良好的基础。 四．教学目标 1．知识与技能 （1）会用控制变量法探究影响电荷间作用力大小的因素。 （2）理解点电荷是一种理想化的模型。 （3）了解库仑扭秤，掌握库仑定律的文字表述及其表达式。 （4）通过电荷间作用力大小的探究过程，培养学生观察、探究及实验的综合能力。 2．过程与方法 （1）通过实验探究电荷间作用力的大小，得出库仑定律，并体会物理学实验探究的一般过程。 第二节库仑定律 基础知识 库仑定律 1、内容 : 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。 2、公式 : F=KQ1Q2/r2 3、理解 (1)库仑定律的适用条件 : 真空中 , 两个点电荷之间的相互作用（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。 点电荷 : 同质点一样 , 是一个理想化的模型 , 一种科学的抽象当带电体的线度远远小于带电体之间的距离 , 以致带电体的形状和大小对其相互作用力的影响可以忽略不计 , 这样的电荷叫点电荷。 (2)K静电力恒量。重要的物理常数k=9.0 × 109 N·M2/C2, 其物理意义是 : 真空中两个电量均为 1C的点电荷相距 lm 时它们之间的静电力大小为k=9.0 × 109N·M2/C2。 (3) 库仑力的作用方向在两个点电荷的连线上。使用公式计算时, 点电荷电量用绝对值代入公式进行计算, 然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。 习题训练 1、两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。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． B． C． D． 2、如图所示，真空中A、B两处各有一个正电电荷，若放入第三个点电荷C，只在电场力的作用下三个电荷都处于平衡状态，则C的电性及位置是 A．正电；在A、B之间 B．正电；在A的左侧 C．负电；在A、B之间 D．负电；在B的右侧 3、1913年美国科学家密立根通过油滴实验[ ] A．发现了中子 B．发现了电子 C．测出了中子的质量 D．测出了电子的电荷量 4、如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走。关于A、B的带电情况，下列判断正确的是 A．A带正电，B带负电 B．A带负电，B带正电 C．A、B均不带电 D．A、B均带正电 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．O B．F C．3F D．4F 6、关于点电荷的说法，下列正确的是 A．体积很大的带电体不能看成点电荷 B．物体带电量很小时，可以看作点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D．点电荷的带电量一定是1.6×10-19 C 7、某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验:M是一个 带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P 1、P 2 、P 3 位置,发 《库仑定律》教学设计 【教材分析】 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。 教学重点：库仑定律及其理解与应用 教学难点：库仑定律的实验探究 【教学过程】 引入新课——引入实验——库伦实验——库伦定律——对定律的解释——比较库伦定律与万有引力的区别——拓展库仑力作用下力学问题的求解方法 一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素 （一）定性实验探究： 探究一：影响电荷间相互作用力的因素 猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。 如何做实验定性探究？ (1) 你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？ 学生：控制变量法。 (2) 请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？ 学生：比较悬线偏角的大小 (3)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量? 定性实验结论： 电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。 距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大； 实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气 （二）定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律： 提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢? 根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢？事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。 而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难： 第1讲库仑定律与库仑力作用下的平衡 【方法指导】 库仑力作用下平衡问题的分析方法 （1）同一直线上三自由电荷的平衡问题． 同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零，根据平衡方程可得，电荷间的关系为：“两大夹小”、“两同夹异”、“近小远大”． （2）不共线力作用下的平衡问题 带电体在多个力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 【对点题组】 1．关于库仑定律，下列说法中正确的是( ) A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B ．根据F ＝k q 1q 2 r 2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C ．若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量，则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力 D ．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律 2．两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为( ) A ．F ＝k q 1q 2 3R 2 B ．F ＞k q 1q 2 3R 2 C ．F ＜k q 1q 2 3R 2 D ．无法确定 3．如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2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( ) A ．(－9)∶4∶(－36) B ．9∶4∶36 C ．(－3)∶2∶(－6) D ．3∶2∶6 4．如图所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( ) 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看作点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的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．一切带电体都可以看成是点电荷 2、真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，它们之间作用力的大小等于（） A.F B.3F C.F/3 D.F/9 3. A、B两点电荷间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B间相互作用的库仑力将( ) A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.无法确定 4. 有A、B、C三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则( ) A.B和C两球均带负电 B.B球带负电，C球带正电 C.B和C两球中必有一个带负电，而另一个不带电 D.B和C两球都不带电 5. 关于库仑定律的公式 22 1 r Q Q k F ，下列说法中正确的是( ) A.当真空中两个电荷间距离r→∞时，它们间的静电力F→0 B.当真空中两个电荷间距离r→0时，它们间的静电力F→∞ C.当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了 D.当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了 6.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( ) A.每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变 B.保持点电荷的带电荷量不变，使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍 C.使一个点电荷的带电荷量加倍，另一个点电荷电荷量保持不变，同时将两点电 荷间的距离减小为原来的 2 1 D.保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的 2 1 7、关于点电荷的说法中正确的是（） A、真正的点电荷是不存在 B、点电荷是一种理想化的物理模型 C、小的带电体就是点电荷 D、形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体 8．如图1-2-6所示，质量分别是m 1和m2带电量分别为q1 和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖 直方向的夹角分别是α和β（α＞β），两小球恰在同一水 平线上，那么（） A．两球一定带异种电荷 图1-2-6 库仑定律阐述了带电体间的相互作用规律以及此类问题的考题，常有两类题型，一是只在库仑（电场）作用下的带电体的平衡，二是除电场力外，结合其他力作用下的带电体的平衡高考试题多以选择题的形式出现，难度中等，解题关键是对研究对象进行受力分析，列出平衡方程。 1. 在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：每个点电荷受到的两个库伦力必须大小相等，方向相反 (2)规律：“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上，“两同夹异”—正、负电荷相互间隔：“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小，“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷 2. 不在同一条直线上多个电荷的平衡问题 （1）根据题干条件，恰当选取研究对象，进行受力分析， （2）利用F=Eq或 r q q K F 22 1 求出每个电荷受到的电场力， （3) 根据平衡条件。利用相似三角形法、图解法、正交分解法等列式求解 3. 多个带电体的库仑力求解 当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力。 题型1 库仑力作用下的平衡问题 【典例1】如图所示，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( ) A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36 C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6 【答案】 A 【跟踪训练】 1．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电 荷C ，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C 的带电性质及位置应为( ) A ．正， B 的右边0.4 m 处 B ．正，B 的左边0.2 m 处 C ．负，A 的左边0.2 m 处 D ．负，A 的右边0.2 m 处 【答案】C 【解析】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”的原则，所以选项C 正确。 2. 如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、 b 带正电，电荷量均为q ， c 带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k 。若三个 小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( ) A. 3kq 3l 2 B.3kq l 2 C.3kq l 2 D. 23kq l 2 【答案】B 题型2 库仑力与其他力作用下的平衡 【典例2】 如图所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( ) A ．带负电，放在A 点 B ．带正电，放在B 点 C ．带负电，放在C 点 D ．带正电，放在C 点 【答案】C 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． 【 第2节库仑定律练习题 1．下列关于点电荷的说法，正确的是( ) A ．点电荷一定是电量很小的电荷 B ．点电荷是一种理想化模型，实际不存在 C ．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 D ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 2．关于库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2 r 2 ，下列说法中正确的是( ) A ．当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时，它们之间的静电力F →0 B ．当真空中的两个点电荷间的距离r →0时，它们之间的静电力F →∞ · C ．当两个点电荷之间的距离r →∞时，库仑定律的公式就不适用了 D ．当两个点电荷之间的距离r →0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用 3．真空中两个点电荷Q 1、Q 2，距离为R ，当Q 1增大到原来的3倍，Q 2增大到原来的3倍，距离R 增大到原来的3倍时，电荷间的库仑力变为原来的( ) A ．1倍 B ．3倍 C ．6倍 D ．9倍 k b 1 . c o m 4.如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和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 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 两球之间的库仑力F 库的表达式正确的是( ) A ．F 库＝k Q 2l 2 B ．F 库>k Q 2 l 2新 C ．F 库库仑定律优秀教案(教师版)
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