1号服务器库仑定律的应用
库仑定律的应用
教学目的：让学生初步学会对库仑定律的应用 教学重点：例题的讲解和解法的分析
教学难点：学生对库仑定律的运用能力的培养 教学方法：精讲清练 教学过程： 一、知识的巩固
给学生投影并讲解如下内容
二、例题讲解：
例1 两个点电荷带有相等的电量，要求它们之间相距1m 时的相互作用力等于1N ，则每个电荷的电量是多少？等于电子电量的多少倍？
分析 根据库仑定律，由F 、r 即可计算出电量．
解答 设每个电荷的电量为Q ，间距r=1m ，相互作用力F=1N ．由库仑定律
电荷 自然界中只存在两种电荷 电荷量：电荷的多少 单位：库伦 使物体带电的方法和实质： a.摩擦起电 b.静电感应
实质
使物体内正负电荷分开 电荷守恒定律： 一个物体
物体一部分 转移电荷 另一个物体 另一部分
转移过程中电荷总量不变
元电荷：e=1.6× 19
10
-内容：
公式： 适用条件： 应用：大小：
方向；同斥异引 2
21r Q Q k
F =22
1r Q Q k F =带电荷量的绝对值
真空中的点电荷
小结 库仑定律
得
这个电量与电子电量相比为
即是电子电量的6.25×1013倍．
说明在宏观世界中，Q=1×10-5C，是一个不大的电量，但相比于微观世界中电子
等粒子的带电量，这简直是一个巨大的“电的仓库”了．可见，电子电量(或基元电荷)是一个极小的电量．
例2 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的几分之几？
分析设两小球的电量分别为q与7q，则原来相距r时的相互作用力
由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算应分两种情况：
(1)两球电性相同，相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为
(2)两球电性不同，相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量为
例3、两个点电荷所带电量分别为q 和2q,相距为S,问第三个电荷放在何处时受力平衡？
解：设第三个电荷距q 为x ，电量为Q ， 据平衡条件和库仑定律
22()qQ qQ
k
k x s x =-
x=0.41s
说明 (1)两球接触后电量平分，是库仑当年从对称性的直觉得出的结果，也是库
仑实验中的一个重要的思想方法，但必须要求两球完全相同．(2)本题的计算渗透着电荷守恒的思想，即电荷不会创生也不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分传递到另一部分，电荷的总量保持不变．
讨论
(1)电荷间的相互作用同样遵循力的独立作用原理．当同时存在着几个电荷时，每个电荷受到的力是其他各个电荷对它的静电力的合力．
(2)两个点电荷在介质中时的相互作用力比在真空中时小，减小的倍数称为介质的介电常数，用ε表示．所以，在介质中的库仑定律表示为
(3)由于物理规律(公式)是在实验数据基础上，通过人为的科学加工建立起来的，因此，公式中的比例系数常有两种处理方法：
一种方法是选择恰当的单位，使比例系数等于1，从而简化公式．如
F=kma．
当规定“使质量1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N”时，式中比例系数k=1，于是公式便变为F=ma．
另一种方法是当公式中各物理量单位已确定时，需要通过实验直接测定比例系数．如库仑定律公式中的系数k，由于式中电量Q，距离r、力F的单位都已确定，k的大小只能从实验直接测定．
内蒙古赤峰二中物理 静电场及其应用精选测试卷
一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优（难） 1．如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点O对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（x轴）上必定有两个场强最强的点A、'A，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（） A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置 B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置 C．如图(2)，若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点O。直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置 D．如图(3)，若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点O，直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】 A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确； B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置，选项B正确； C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确； D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。 故选ABC。
高一物理电学专题提升专题01全面理解库仑定律掌握库仑力的应用问题
专题01 全面理解库仑定律 掌握库仑力的应用问题 一：专题概述 本专题围绕对库仑定律的理解而展开，涉及到如下内容： 1.适用条件：于真空中静止点电荷间的相互作用． 2.在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式. 3. 当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷. 4．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r 为球心间的距离． 5．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图所示． (1)同种电荷：F ＜k q 1q 2r 2；(2)异种电荷：F ＞k q 1q 2 r 2 . 6．不能根据公式错误地认为r →0时，库仑力F →∞，因为当r →0时，两个带电体已不能看做点电荷了． 7.库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定,且同种电荷相互排斥,为斥力;异种电荷相互吸引,为引力。 8．电荷的分配规律 (1)两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分． (2)两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则其电荷量平分． (3)两个相同导体球带异种电荷，先接触再分离，则其电荷量先中和再平分． 二：典例精讲 1. 库仑定律内容的理解 典例1：对于库仑定律，下面说法正确的是( ) A. 凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F ＝k 12 2q q r 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，它们之间的静电力大小一定相等 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 【答案】AC 【解析】库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷．如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷．一个实际的带电体能否
库仑定律理解及应用
库仑定律的理解和应用 一、点电荷及库仑定律的理解 1.点电荷理解 1．关于点电荷的说法，正确的是( D )98 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.关于点电荷，以下说法正确的是 （ CD ）80 A 点电荷也叫元电荷 B 只有体积很小的带电体，才能看做点电荷 C 真正的点电荷是不存在的 D 电荷量和体积都很大的带电体未必不能看做点电荷 2.库仑定律应用条件判定 3、对库仑定律，下面的说法正确的是（C ）60 A ．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F ＝k q1q2 r2 B ．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，它们之间的库仑力大小一定相等 D ．库仑定律中的静电力常量k 只有一个比例常数，只有数值，没有单位 4.如图所示，两个带绝缘底座的金属球A 和B 相距一定距离，A 带+Q 电荷，B 带+q 电荷，它们之间的相互作用力为F ，若保持球A 的带电量不变，而使B 球改为带-q 电荷，则它们之间的相互吸引力为F ′( B )65 [ ] A ．F ′=F B ．F ′>F C ．F ′ 编写人: 孙军班级姓名小组月日 课题 1.2 库仑定律的应用 学习 会用库仑定律进行有关的计算． 目标 1、库仑力与力学中的平衡问题 重点 2、库仑力的叠加及其应用 1、库仑力与力学中的平衡问题 难点 2、库仑力的叠加及其应用 预习案（课前） 【复习旧知】 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，与它们的预成反比，作用力的方向在它们的连线上． 2．库仑定律表达式：,其中叫做静电力常量 习 3．适用条件： 4．点电荷 : 自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． 测温馨提示: 点电荷是理想化模型，只有在忽略了带电体的形状、大小对研究的问题没有影响时，即可视为点电荷．点电荷的电量等于带电体的电量 探究案（课堂） 探究点一、库仑力与力学中的平衡问题 【例 1】相距为 L 的点电荷 A 、B 的带电量分别为+4Q 和 -Q，要引入第三个电荷 C 使三个点电荷都能处于平衡状态。求： C 的电荷量和放置的位置。 【巩固练习】如图 2 所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m 的两点，它们的电荷量分别为Q A=16 ×10－12C， Q B=4.0× 10－12C，现引入第三个点电荷C， （1）若要使 C 处于平衡状态，试求 C 电荷的电量和放置的位置？ （2）若点电荷A、 B 不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求 C 电荷的电量和放置的位置？ 图 2 不在一条直线的平衡 【例 2】如图 3 所示，把质量为0.2 克的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C 的小球 B 靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45 ，此时小球 B 受到库仑力 F=_____ 。小球 A 带的电量 q A=_______ 。 图 3 【巩固练习】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? 探究点二、库仑力的叠加 【例 3】如图 1-2-4 所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB. QA＝＋Q，QB＝－ Q，求在顶点 C处的点电荷＋ QC所受的静电力． 【巩固练习】如图 7 所示，边长为 L=30cm 的等边三角形ABC 三个顶点分别固定了一个电量为Q=+1× 10-6C 的正电荷，试求顶点 C 处的电荷受到的库仑力大小及方向 库仑定律的适用条件 库仑定律是静电场的基本规律。它也和其他物理规律一样，有其适用条件。搞清这一点，对于正确理解和运用这一规律是非常必要的。 库仑定律一般表述为：“真空中两个静止点电荷间的作用力（即库仑力）大小与各自的电量成正比，与它们距离的平方成反比，力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸引。”这里明确给出库仑定律的适用条件：“真空中”、“两个静止点电荷”。因为库仑定律就是在上述条件下发现的。 从场的观点来看，一个电荷对另一个电荷的作用，包含两个同时发生的过程：点电荷Q在其周围激发电场 这就是库仑定律。下面我们从场的观点出发，讨论如何认识库仑定律的适用条件。 首先，库仑定律仅适用于点电荷。库仑定律正是从两个点电荷相互作用力的经验事实归纳总结出来的，若不是点电荷， 库仑定律就不适用。例如我们实验中的两个带同号电荷的通草球，可以轻易地将它们无限靠近。按库仑定律F∝此时的斥力应是无限大，而实际并不如此。 下面我们讨论“真空中”这一条件。由于库仑的实验是在真空中做的，一般学习常由真空中的情形开始，所以有“在真空中”的说法。在相对介电常量为εr的电介质中，场源Q在距其r处激发的电场为 检验电荷q在该处所受库仑力为 也就是说两个静止点电荷在电介质中的相互作用力仍然与它各自的电量成正比，与它们距离的平 方成反比。考虑到介质的影响，将真空中的库仑力乘以即可。库仑定律在介质中仍然适用。所以并不存在另一个“介质中的库仑定律”。 最后我们研究两个点电荷“静止”（相对于观察者）这一条件。 当场源电荷Q静止，检验电荷q以速度v运动经过某一场点时，由于场源Q在该点有确定的场强 当场源电荷Q以速度v运动时（设其匀速运动并且t=0时经过坐标原点），考虑到相对论效应，情况与前面就大不一样。它不仅激发电场，而且产生磁场（变化的磁场也要激发电场），因本文主要研究库仑定律，故不讨论磁场对检验电荷的作用，只研究电场的情形。场源Q产生的总电场为： 式中θ是场点坐标矢径r与v的夹角，c为光速。总电场E中，既有电荷Q按库仑定律激发的电场，也有因磁场变化引起的感生电场。由E的表达式可见，E的大小除了与源电荷Q、矢径r有关，还与源电荷的速度v有关。E的大小不仅随v的大小变化，而且随r与v的夹角θ变化。这种场分布不再是球对称的，随着方向不同有显著变化，其电场线分布如图1。在这种电场中，两电荷的相互作用可由式（1）作如下讨论： 1．当场源Q的速度v较低时，v< 高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷（解析版） 一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优（难） 1．如图，真空中x 轴上关于O 点对称的M 、N 两点分别固定两异种点电荷，其电荷量分别为1Q +、2Q -，且12Q Q >。取无穷远处电势为零，则（ ） A ．只有MN 区间的电场方向向右 B ．在N 点右侧附近存在电场强度为零的点 C ．在ON 之间存在电势为零的点 D ．MO 之间的电势差小于ON 之间的电势差 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．1Q +在N 点右侧产生的场强水平向右，2Q -在N 点右侧产生的场强水平向左，又因为 12Q Q >，根据2Q E k r =在N 点右侧附近存在电场强度为零的点，该点左右两侧场强方向相反，所以不仅只有MN 区间的电场方向向右，选项A 错误，B 正确； C ．1Q +、2Q -为两异种点电荷，在ON 之间存在电势为零的点，选项C 正确； D ．因为12Q Q >，MO 之间的电场强度大，所以MO 之间的电势差大于ON 之间的电势差，选项D 错误。 故选BC 。 2．电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美．如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A 、B ，AB 连线中点为O.在A 、B 所形成的电场中，以O 点为圆心半径为R 的圆面垂直AB 连线，以O 为几何中心的边长为2R 的正方形平面垂直圆面且与AB 连线共面，两个平面边线交点分别为e 、f ，则下列说法正确的是( ) A ．在a 、b 、c 、d 、e 、f 六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点 B ．将一电荷由e 点沿圆弧egf 移到f 点电场力始终不做功 C ．将一电荷由a 点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同 D ．沿线段eOf 移动的电荷，它所受的电场力先减小后增大 【答案】BC 《库仑定律》习题课 【教学目标】 1．知识与技能 ①通过例题的讲解进一步理解库仑定律及其应用。 ②进一步熟练应用库仑定律的公式进行有关的计算。 2．过程与方法 通过对典型例题的分析，复习、讨论、总结库仑定律的含义及应用 3．情感态度与价值观 培养学生的科学思维和研究方法 【教学重点、难点】 教学重点：掌握用库仑定律解决共点力平衡问题的分析方法。 教学难点：应用库仑定律解决综合性问题。 【教学方法】 学生板演、讨论，教师讲解，学生练习巩固。 【教学过程】 一、复习引入 1．库仑定律的内容及表达式。 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正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 F= 2．库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 二、典型例题分析 例1．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距为d，球的半径比d小得多，分别带有电荷q和3q，相互作用力为3F。现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（）A．0 B．F C．3F D．4F 解题注意要点：金属球电性的讨论分析 【设计原因】将电荷的电性、接触带电与库仑定律的应用相结合，提高学生思维的严密性。 例2．有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电-Q，C不带电，将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B接触，最后移去C球，试问A、B间的库仑力变为原来的多少？ 解题注意要点：由于C在A、B间反复接触，故最终三个球的带电量必相同。 拓展⑴：有两个半径为r的带电金属球中心相距为L（L=4r），对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）（） 高一物理作业（七十二） （库仑定律的应用） 1.如图所示，质量为m的小球B，带电荷量为q，用绝缘性能良好的丝线悬挂在O点，球心到O点距离 为L，在O点的正下方有一个带同种电荷的小球A固定不动，A的球心到O的距 离也是L，改变A球的带电荷量，B球将在不同的位置处于平衡状态．当A球带电 荷量为Q1，B球平衡时，丝线受到的拉力为T1；若A球带电荷量Q2=2Q1，B球平 衡时，丝线受到的拉力为T2，则（） A．T2>T1B．T2 库伦定律的应用 探究点一、库仑力与力学中的平衡问题 【例1】如图所示，真空中有三个同种点电荷Q 1、Q 2和Q 3，它们固定在一条直线上，电荷量均为Q =4.0×10－12 C ，求Q 2所受的静电力的大小和方向。 【巩固练习】如图所示，真空中有两个点电荷A 、B ，它们固定在一条直线上相距L =0.3m 的两点，它们的电 荷量分别为Q A =16×10－12C ，Q B =4.0×10－ 12C ，现引入第三个点电荷C ， （1）若要使C 处于平衡状态，试求C 电荷的电量和放置的位置？ （2）若点电荷A 、B 不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C 电荷的电量和放置的位置？ 不在一条直线的平衡 【例2】如图所示，把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C 的小球B 靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm ，丝线与坚直方向夹角为45 ，此时小球B 受到库仑力F =_____。小球A 带的电量q A =_______。 【巩固练习】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? 探究点二、 库仑力的叠加 【例3】 如图所示，等边三角形ABC ，边长为L ，在顶点A 、B 处有等量异种点电荷Q A 、Q B .Q A ＝＋Q ，Q B ＝－Q ，求在顶点C 处的点电荷＋Q C 所受的静电力． 【巩固练习】如图所示，边长为L=30cm 的等边三角形ABC 三个顶点分别固定了一个电量为Q=+1×10-6C 的正电荷，试求顶点C 处的电荷受到的库仑力大小及方向 库仑定律的内容： 数学表达式： 各物理量的单位： 静电力常量K= 适用条件： 例1、关于点电荷的下列说法中正确的是： A .真正的点电荷是不存在的． B .点电荷是一种理想模型． C .足够小的电荷就是点电荷． 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 例2：下列说法中正确的是： A .点电荷就是体积很小的电荷． 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 趋于0 时，F 趋于∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的． 达标训练 ;1、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?5 C 的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10?5 C 和?1.5×10?5 C 的电量时，相互作用力为F2 , 则（ A ） A ．F1 = F2 B ．F1 ＜F2 C ．F1 ＞ F2 D ．无法判断 ;2、 三个相同的金属小球a 、b 和c ，原来c 不带电，而a 和b 带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a 、b 之间的静电力为F 。现将c 球分别与a 、b 接触后拿开，则a 、b 之间的静电力将变为（ D ）。 A ．F/2 B ．F/4 C ．F/8 D ．3F/8 ;3真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为F 。若它们的带电量都增加为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（ D ） A ．F /4 B ．F /2 C ．2F D ．4F ;4 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（ C ） A ．可能变大 B ．可能变小 C ．一定不变 D ．不能确定 5．如图所示，把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起，若将带电 量为4×10-8库的小球B 靠近它，当两小球在同一高度相距3cm 时， 丝线与竖直夹角为45°，此时小球B 受到的库仑力F ＝_0.002N_， 小球A 带的电量q A ＝__2×10-8____． 6．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（ C ） 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 7．如图所示，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，B 带负电，上下丝线受力为T A ，、T B ，,则（ TA>TB ） 122q q F k r 库仑定律理解和应用 两个半径为R 的金属球所带电荷量分别为Q 1和Q 2，当两球心相距为r 时，相互作用的库仑力大小为（ ） A.22 1r Q Q k F = B.2 2 1r Q Q k F > C.2 2 1r Q Q k F < D.无法确定 两个半径为R 的金属球所带电荷量分别为+Q 1和+Q 2，当两球心相距为r 时（R ＞r ），相互作用的库仑力大小为（ ） A.2 2 1r Q Q k F = B. 22 1r Q Q k F > C.2 2 1r Q Q k F < D.无法确定 库仑力作用下的平衡问题 真空中相距3m 的光滑绝缘平面上，分别放置两个电荷量为-Q 、+4Q 的点电荷A 、B ，然后再在某一位置放置点电荷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。 库仑定律与其他力的综合应用 如图所示，完全相同的金属小球A 和B 带等量异种电荷，中间连接着一个轻质绝缘弹簧，放在光滑绝缘水平面上，平衡时弹簧的压缩量为x0．现将不带电的与A ，B 完全相同的金属球C 与A 球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量为() A 41x0 B.81x0 C.大于81x0 D.小于81x0 如图所示，两个质量分别为m1和m2的小球，各用细线悬挂在同一点．两个小球分别带有电荷量为q1和q2的同种电荷，两悬线与竖直方向的夹角分别是α和β，两球位于同一水平线上，则下列说法中正确的是（ ） A ．若m1=m2，则一定有α=β B ．若m1 一、点电荷理解库仑定律应用条件理解 35.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尸，、尸:、尸3位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结 果说明电荷之间的作用力 A.随着电荷量的增大而增大 B.与两电荷量的乘积成正比 C.随着电荷间距离的增大而减小 D.与电荷间距离的平方成反比 1.点电荷理解 1.关于点电荷的下列说法中错误的是（ C ） A真正的点电荷是不存在的B点电荷是一种理想模型C足够小的电荷，就是点电荷 D一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的大小，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 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 1.关于点电荷，以下说法正确的是（ D ） A点电荷也叫元电荷B只有体积很小的带电体，才能看做点电荷 C只有电荷量很小的带电体，才能看做点电荷D电荷量和体积都很大的带电体未必不能看做点电荷2.库仑定律应用条件判定 1、对库仑定律，下面的说法正确的是（） A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝k q1q2 r2 B．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，它们之间的库仑力大小一定相等D．库仑定律中的静电力常量k只有一个比例常数，只有数值，没有单位 1．关于库仑定律的公式，F＝k q1q2 r2下列说法中正确的是（AD ） A、当真空中的两个电荷间的距离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，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用 2．半径为R的两个较大的金属球放在绝缘桌面上，相距较近，若两球带等量同种电荷Q时，相互之间库仑力为F1，两球带等量异种电荷Q与－Q时，库仑力为F2，则(B) A．F1＞F2B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法确定 2.如图所示，两个带绝缘底座的金属球A和B相距一定距离，A带+Q电荷，B带+q电荷，它们之间的相互作用力为F，若保持球A的带电量不变，而使B球改为带-q电荷， 库仑定律的应用 教学目的：让学生初步学会对库仑定律的应用 教学重点：例题的讲解和解法的分析 教学难点：学生对库仑定律的运用能力的培养 教学方法：精讲清练 教学过程： 一、知识的巩固 给学生投影并讲解如下内容 二、例题讲解： 例1 两个点电荷带有相等的电量，要求它们之间相距1m 时的相互作用力等于1N ，则每个电荷的电量是多少？等于电子电量的多少倍？ 分析 根据库仑定律，由F 、r 即可计算出电量． 解答 设每个电荷的电量为Q ，间距r=1m ，相互作用力F=1N ．由库仑定律 电荷 自然界中只存在两种电荷 电荷量：电荷的多少 单位：库伦 使物体带电的方法和实质： a.摩擦起电 b.静电感应 实质 使物体内正负电荷分开 电荷守恒定律： 一个物体 物体一部分 转移电荷 另一个物体 另一部分 转移过程中电荷总量不变 元电荷：e=1.6× 19 10 -内容： 公式： 适用条件： 应用：大小： 方向；同斥异引 2 21r Q Q k F =22 1r Q Q k F =带电荷量的绝对值 真空中的点电荷 小结 库仑定律 得 这个电量与电子电量相比为 即是电子电量的6.25×1013倍． 说明在宏观世界中，Q=1×10-5C，是一个不大的电量，但相比于微观世界中电子 等粒子的带电量，这简直是一个巨大的“电的仓库”了．可见，电子电量(或基元电荷)是一个极小的电量． 例2 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的几分之几？ 分析设两小球的电量分别为q与7q，则原来相距r时的相互作用力 由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算应分两种情况： (1)两球电性相同，相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为 专题复习 库仑力的应用 库仑力与平衡 1、两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O 点，如图 所示。平衡时，两小球相距r ，两小球的直径比r 小得多，若将两小球的电量同时 各减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离（ ） (A )大于r/2 (B)等于r/2 (C)小于r/2 (D)无法确定 2．如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A 、B ，上、下两根细线中的拉力分别是 T A 、T B ，现在使A 、B 带同号电荷，此时上、下细线受力分别是T A ′、T B ′，则（答案：A ） A ．T A ′=T A ，T B ′＞T B B ．T A ′＝T A ，T B ′＜T B C ．T A ′＜T A ，T B ′＞T B D ．T A ′＞T A ，T B ′＜T B 例：如图所示，三个可视为质点的金属小球A 、B 、C 质量都是m ，带正电量都是q,连接 小球的绝缘细线长度都是L,静电力恒量为k ，重力加速度为g.则连结B 、C 的细线张力为多少？ 连结A 、B 的细线张力为多少？ （答案：，） 例2 如图8－2，光滑平面上固定金属小球A ，用长L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连 接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为 x 2，则有：（ ） A ．x 2＝12x 1 B ．x 2＝14x 1 C ．x 2＞14x 1 D ．x 2＜14x 1 【错解分析】错解：B 球先后受到的库仑力为F 1，F 2，电量的乘积从q 2变为14q 2，则F 2＝14 F 1，再设弹簧的劲度系数为k 0，则F 1＝k 0x 1，F 2＝k 0x 2,已知x 2＝14 x 1,故选B. 错解只注意到电荷电量改变，忽略了两者距离也随之变化，导致错误。14 【正确解答】 由题意画示意图，B 球先后平衡，于是有k 0x 1＝kq 2 (L 0+x 1)2，k 0x 2＝14kq 2(L 0+x 2)2 则x 1x 2＝4(L 0+x 2)2 (L 0+x 1)2， ∵L 0+x 2＜L 0+x 1 ∴x 1x 2 ＜4，故选C 。 20．如图所示, 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, 质量均为0.1g. 分别 用10cm 长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点, 当平衡时B 球偏离竖直方向600, A 球竖直悬挂且 与墙壁接触. 求：(1) 每个小球的带电量; (2) 墙壁受到的压力; (3) 每条细线的拉力. 答案：(1)Q ＝3.33×10-8C (2) N ＝8.66×10-4N (3)T OA ＝1.5×10-3N T OB ＝1.0×10-3N － 选择题 题号：30111001 分值：3分 难度系数等级：1 如图，真空中，点电荷q 在场点P 处的电场强度可表示为20 14r q E e r πε= ，其中r 是q 与P 之间的距离，r e 是单位矢量。r e 的方向是 ()A 总是由P 指向q ； ()B 总是由q 指向P ； ()C q 是正电荷时，由q 指向P ； ()D q 是负电荷时，由q 指向P 。 〔 〕 答案：()B 题号：30112002 分值：3分 难度系数等级：2 根据场强定义式0 q F E =，下列说法中正确的是： ()A 电场中某点处的电场强度就是该处单位正电荷所受的力； ()B 从定义式中明显看出，场强反比于单位正电荷； ()C 做定义式时0q 必须是正电荷； ()D E 的方向可能与F 的方向相反。 〔 〕 答案：()A 题号：30113003 分值：3分 难度系数等级：3 一均匀带电球面，电荷面密度为σ，球面内电场强度处处为零，球面上面元d S 的一个带电量为σd S 的电荷元，在球面内各点产生的电场强度 ()A 处处为零 ()B 不一定都为零 ()C 处处不为零 ()D 无法判定 〔 〕 答案：()C 题号：30112004 分值：3分 难度系数等级：2 空间某处附近的正电荷越多，那么有： ()A 位于该处的点电荷所受的力越大；()B 该处的电场强度越大； ()C 该处的电场强度不可能为零； ()D 以上说法都不正确； 〔 〕 答案：()D 题号：30112005 分值：3分 难度系数等级：2 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 真空中两个正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。 〔 〕 答案：()D q P 库仑定律 一点电荷模型 1.一个带电体能否看作点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状确定。 2.点电荷的电荷量可能较大也可能较小,但一定是元电荷的整数倍。 【思考·讨论】 点电荷就是带电质点,这种说法对吗?点电荷与质点有什么相同之处? (物理观念) 提示:不对,点电荷和带电的质点是两个不同的概念。二者采用的思维方法一样,都是一种理想化模型。【典例示范】 对于点电荷的描述,下列说法正确的是( ) A.点电荷就是体积很小的带电体 B.点电荷就是质量很小的带电体 C.点电荷就是带电量很少的带电体 D.点电荷就是一种理想模型 【解析】选D。带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状和电量无具体关系,点电荷类似力学中的质点,是一种理想化的物理模型,故选项D正确,A、B、C错误。 【素养训练】 1.关于点电荷,下列说法中正确的是 ( ) A.点电荷一定带正电 B.球形带电体一定可以视为点电荷 C.带电少的带电体一定可以视为点电荷 D.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷 【解析】选D。点电荷不一定带正电,能不能看成点电荷与物体带电的电性无关;故A错误; 点电荷的模型是重要的物理模型之一,它的条件是带电体的大小远小于电荷间的距离,是否可看成点电荷与带电体的形状、带电体所带的电量都无直接的关系;故B、C错误,D正确。 2.下述说法正确的是( ) A.元电荷就是质子 B.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 C.体积大的带电体肯定不能看成点电荷 D.由库仑定律F=k可知,当两电荷间距离r→0时,F→∞ 【解析】选B。元电荷是电子所带的电量的值,并非是质子也不是电子,故A错误;元电荷是最小的电量,所有的带电体所带电量只能是元电荷的整数倍,故B正确;当带电体的大小对所研究的问题没有影响时,可以将带电体看成点电荷,与所研究问题有关,不能只看自身大小,故C错误;库仑定律适用真空中的点电荷,当r→0时,已经无法看成点电荷,公式不再适用,故D错误。 【补偿训练】 (多选)下列说法正确的是( ) A.元电荷是指电子或质子本身 B.元电荷的值通常取e=1.60×10-19C C.足够小的电荷就是点电荷 D.点电荷是一种理想模型,实际中并不存在 【解析】选B、D。元电荷是自然界最小的电荷量,物体所带的电荷量不能为任意实数,只能为元电荷的整数倍。元电荷的电荷量等于质子所带的电量,但是它既不是质子,也不是电子。故A错误;元电荷的值通常取e=1.60×10-19C;故B正确;带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小、形状及带电量的多少无具体关系,它是一种理想化的物理模型;故C错误,D正确。 二库仑定律的含义和应用 1.在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电量的绝对值计算库仑力的大小;作用力的方向判断根据:同性相斥,异性相吸,作用力的方向沿两电荷连线方向。 2.两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反。 3.库仑力存在极大值,由公式F=k可以看出,在两带电体的间距及电量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大。 【思考·讨论】 根据库仑定律F=k,当q1、q2间的距离r→0时,两电荷间的静电力为∞。此说法对吗?为什么? (物理观念)2019复件库仑定律的应用2.doc
库仑定律的适用条件
高中物理 静电场及其应用 静电场及其应用精选测试卷测试卷(解析版)
库仑定律的应用(习题课)
库仑定律的应用
库仑定律的应用
库仑定律的内容
库仑定律理解和应用典型例题
02库仑定律理解及应用
1号服务器库仑定律的应用
高中物理：专题复习《库仑力的应用》 新人教版
301-库仑定律、电场强度、电场强度叠加原理及其应用
新教材高中物理必修第三册第九章静电场及其应用2库仑定律练习及答案