.2《探究静电力》课件(粤教版选修3-1)教案
2019-2020年高中物理 1.2《探究静电力》学案(粤教版选修3-1)
探究静电力 学案【例1】一根置于水平面上的光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全相同的弹性金属球A 、B ，带电量分别为9Q 和－Q ，从图示位置由静止开始释放，问：两球再次经过图中位置时，两球的加速度是释放时的多少倍？【解析】弹性金属小球在玻璃管中的运动过程是这样的：（1）在它们之间库仑引力作用下的相向加速运动，由于两球完全相同，故它们在任意时刻加速度的大小相等；（2）碰撞过程中电荷量的重新分配，结果是两球带上了等量同种电荷；（3）在它们之间库仑斥力作用下的反方向的加速运动，在任意时刻加速度的大小仍相等。
设：图示位置A 、B 两球的距离为r ，球的质量为m ，它们之间相互作用的库仑力大小为F 1，则：此时A 、B 两球加速度的大小为：a A ＝a B ＝F 1/m ＝碰撞后A 、B 两球的带电量均为4Q ，它们再次经过图示位置时的库仑斥力的大小为F 2，则：此时A 、B 两球加速度的大小为：a A ’＝a B ’＝F 2/m ＝故两球再次经过图中位置时，两球的加速度是释放时的倍。
【例2】如图所示，一个半径为R 的圆环均匀带电，ab 是一个极小的缺口，缺口长为L （L<<R ），圆环的带电量为Q L （正电荷），在圆心处放置一个带电量为q 的负电荷，试求负电荷受到的库仑力。
【解析】首先讨论一个封闭圆环的情形。
如图a 所示，在圆环上任意取两个对称的点（很小的一段圆弧）P 、Q ，P 点对圆心处的负电荷的引力为F P ，Q 点对圆心处的负电荷的引力为F Q ，由库仑定律可知，这两个力一定大小相等，且方向相反，合力为零。
同理可知，在圆上任何一点都有与之对称的点，它们对圆心处的负电荷的合力均为零。
而圆环正是由无数对这样的点组成。
不难确定，圆环中心处的点电荷受力为零。
再讨论题中的情形，如图所示，只有与ab 缺口相对的那一部分圆弧没有与之对称的部分存在。
因此，处于圆心处的负电荷受到的力就是与缺口ab 对称的a ’b ’对它的引力。
2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第1章 第2节 探究静电力
自主预习 合作探究 触类旁通
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
【例题】 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷
量 为分F=别k���为���1������2���q���21,和式q中2,其k为间静距电离力为常r时量,.它若们用之国间际相单互位作制用的力基的本大单小位表示,k 的单位应为( )
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
2.真空中有两个点电荷q1、q2,相距18 cm,已知q1带正电,其电荷 量为1.8×10-12 C,它们之间的引力大小为F=1.0×10-12 N,求q2的电 荷量及带电性质.
答案：2.0×10-12 C,负电 解析：由于是真空中两个点电荷,符合运用库仑定律解题的条件. 根据库仑定律 F=k������1������2������2 得: q2=������������������������21=2.0×10-12 C.
自主预习 合作探究 触类旁通
一、点电荷 本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体,它是一个理想化 的模型.
现有一个半径为20 cm的带电圆盘,能否把它看作点电荷? 答案：能否把带电圆盘看作点电荷,不能只看大小,要视具体情 况而定.例如,若考虑它与10 m 远处的一个电子的作用力时,完全可 以把它看作点电荷;若电子距圆盘只有1 mm时,这一带电圆盘又相 当于一个无限大的带电平面,而不能看作点电荷.
自主预习 合作探究 触类旁通
第二节 探究静电力
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究 触类旁通
1.理解点电荷的概念.
学习目标
2.通过对演示实验的观察和思考,概括出两个点电荷之 间的作用规律.
3.掌握库仑定律的内容,会用库仑定律进行简单计算.
物理1.2《探究静电力》课件(粤教版选修3-1)
3．点电荷只具有相对意义 一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问
题而言的，不能单凭其大小和形状确定． 4．注意区分点电荷与元电荷 (1)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． (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是 带电个体，其带电量可以很大也可以很小，但
它一定是一个元电荷电量的整数倍．
第二节 探究静电力
课标定位
学习目标：1.正确理解点电荷的模型，知道实际 带电体能看成点电荷的条件．
2．掌握库仑定律的内容及公式，理解库仑定律 的适用条件．
3．运用库仑定律并结合力学规律求解有关问 题．
重点难点：库仑定律的内容及公式的理解和应 用．
一、点电荷 1．点电荷：如果一个带电体，它本身的__大__小__ 比起它到其他带电体的__距__离_____小得多，那么 在研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略 电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一 个几何点．这带电的几何点称为点电荷．
(4)适用条件：真空中的_____________．
思考感悟
现有一个半径为20 cm的带电圆盘，问能否把 它看成点电荷？ 提示：能否把带电圆盘看成点电荷，不能只 看大小，要视具体情况而定．若考虑它与10 m远处的一个电子的作用力时，完全可以把 它看成点电荷；若电子距圆盘只有1 mm时， 这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平 面，而不能看成点电荷．
律的适用条件理解不深，常会出现以下错解： (1)认为a、b既可以看成质点，也可以看成点电 荷，万有引力定律和库仑定律都适用，误选A. (2)认为a、b既不能看成质点，也不能看成点电 荷，万有引力定律和库仑定律都不适用，误选B.
共线的三个点电荷的平衡问题
例2 在真空中有两个相距r的点电荷A和B，带 电荷量分别为q1＝－q，q2＝4q. (1)若A、B固定，在什么位置放入第三个点电 荷q3，可使之处于平衡状态，平衡条件中对q3 的电荷量及正负有无要求？ (2)若以上三个电荷皆可自由移动，要使它们都 处于平衡状态，对q3的电荷量及电性有何要求？ (3)若q1＝q，第(2)问中的答案又如何？
【教育课件】粤教版高中物理选修3-1第1章第2节《探究静电力》课件.ppt
•精 彩 回 眸
• 1．自然界中任何两个物体都相互_吸__引_____，引力的
方向在它连们线的上________，引力的大小与物体的质量
乘积成正比
平方成反比
m1和m2的F＝_G__m_r1m_2 _2______，与它们之间的距离r的
____________，万有引力公式：____________.
•知 识 梳 理
• 一、点电荷
• 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至 带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相 互作用力的影响可以__________时，这样的带电体 就忽可略以不看计作带电的点，叫做点电荷．
• 特点：(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
• 三、库仑定律
• 1．库仑定律：在真空中两个点电荷之间的作用力， 跟 二次它方们成的_电__荷__量_，的作乘正用积比力成的__方__向__在，它跟们它的们_的__距__离__的_， 反同比种电荷相互排斥，异种电荷连相线互上吸引．
• 【特别提醒】
• (1)电荷间的相互作用力称为静电力或库仑力．
• 2．点电荷是一个相对的概念，至于带电体的线度比 相关的距离小多少时它才能当作点电荷，要看问题 所要求的精确度而定．在宏观意义上讨论电子、质 子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷．
• 【特别提醒】 点电荷与力学中的质点类似，是在研 究复杂物理问题时引入的一种理想模型．不少物理 问题都与较多的因素有关，要研究其与所有因素的 关系是很困难的，抓住主要因素构建物理模型，才 可以简化研究过程．
上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔A，此时置于球心
的点电荷所受电场力的大小为多少？(已知静电力常
探究静电力(粤教版选修3-1)
教案年月日总课时数：泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。
为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。
（二）进行新课教学过程设计（1）研究两种电荷及电荷间的相互作用实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。
提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。
提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。
教师总结：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。
用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。
物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。
电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量e=1.6×10-19C。
任何带电物体所带电量要么等于电子（或质子）电量，要么是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为基元电荷。
提问三：若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。
教师用实验验证学生的判断。
实验二：用云台支起一根橡胶棒，如图1所示，再将它与另一根橡胶棒并在一起，用毛皮摩擦它们的一端，使之带上同种电荷，再观察两端相互作用的情况，发现它们相斥，而且它们的距离越小斥力越大，过一会儿，它们间的作用力会明显减弱。
提问四：被毛皮摩擦过的橡胶棒的两端为什么会相斥？斥力的大小与什么因素有关？答：因为它们带上了同种电荷，而电荷间作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸，斥力的大小与电荷间的距离有关，距离越小，斥力越大，反之，距离越大，斥力越小；斥力的大小还与电量有关，电量越大，斥力越大。
高中物理第1章电场第2节探究静电力课件粤教版选修3_1
1．关于点电荷，下列说法正确的是( ) A．体积小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体
【解析】 点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少 的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如果研究它与离它 较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究与离它较远的电荷间的 作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体 情况而定．
[再判断] 1．体积很小的带电体都能看做点电荷．( × ) 2．体积很大的带电体一定不能看做点电荷．( × ) 3．点电荷是一种理想模型．( √ )
[后思考] 点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？ 【提示】 不对，体积很小的带电体也不一定能看做点电荷．
[合作探讨]
如图 1-2-1 所示，两质量分布均匀，半径为 r 的kqr1q2 2间的大小关系如何？
图 1-2-2
【提示】 F<kqr12q2. 探讨 2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力
F
与
kqr1q2 2间的大小关系如何？
【提示】 F>kqr12q2.
【答案】 BD
1．点电荷不同于元电荷：元电荷是一个电子或质子所带电 荷量的绝对值，而点电荷与力学中质点相似，是在研究复杂问 题时引入的一种理想化模型．
2．一个带电体能不能看成点电荷，并不是取决于带电体的 绝对体积，而取决于自身大小和体积对所研究的问题有无影响．
库仑定律
[先填空] 1．基本方法：控制变量法． (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系： 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力_减__小__；距离减小时，作用力 _增___大_． (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力_增___大_；电荷量减小，作用力_减___小_．
粤教版高中物理选修3-1课件：第二节：探究静电力2
（金戈铁骑 整理制作）
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什么情况，可以把带电体可看做点电荷？
当带电体的大小和形状可以忽略，如：研究对象间 的距离远远大于带电体的大小。
判断
1、点电荷就是带电量很少的带电体 2、点电荷就是体积很小的带电体 3、体积很大的带电体肯定不能看成点电荷
适用条件：
1、真空中 2、点电荷
法国物理学家库仑
式中的k是一个常量，叫静电力常量。 是通过实验得出的，k=9×109N·m2/C2
例题：两个半径为r的带点小球所带的电荷
量分别是q1和q2，当两个球心相距3r时，相
互的静电力大小为
A、F=k
q1q2 9r2
B、F>k
q1q2 9r2
C、F<k
q1q2 9r2
D、无法确定
公式的计算，只需要代入数据，电荷的正负号不用 代入。先算出来的力的大小，再用电荷的正负号用 来判断是引力还是斥力。
可以看成点电荷
练习
2、关于库仑定律和万有引力定律，下列说法 中正确的是（）
√A、静电力和万有引力都不是通过直接接触而引起的 √B、库仑定律和万有引力定律分别只适用于点电荷之
间和质点之间的相互作用
√C、带电体都有质量，因此它们之间除了静电力，还 存在万有引力
√D、氢原子中的电子和原子核之间既存在静电力，也
存在万有引力
真空中两个静止点电荷间的相互
作用力，跟它们所带电荷量的乘
积பைடு நூலகம்正比，跟它们之间的距离的
二次方成反比，作用力的方向在
它们的连线上。这就是库仑定律。
这种电荷间的相互作用力
称为静电力
F=k
q1q2 r2
点电荷间相互作用的规律
1.2 探究静电力 学案(粤教版选修3-1)
1.2 探究静电力 学案（粤教版选修3-1）一、点电荷1．点电荷：本身的________比起它到其他带电体的距离__________的带电体和力学中的________模型一样，是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型．2．理想模型方法：是物理学常用的研究方法．当________受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住________因素，忽略__________因素，将其抽象为理想模型．二、库仑定律1．(1)探究电荷相互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________．(2)探究电荷间相互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________．2．库仑定律：在真空中两个点电荷之间的作用力跟它们电荷量的乘积成________，跟它们间的距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________，同种电荷相互______，异种电荷相互______．其表达式F ＝________，式中k 叫做静电力常量，k 的数值是__________．3．静电力：______间的相互作用力，也叫______．答案 一、1.大小 小得多 质点2.研究对象 主要 次要二、1.(1)减小 增大(2)增大 减小2.正比 反比 连线上 排斥 吸引 k q 1q 2r 2 9.0×109N ·m 2/C 23.电荷 库仑力一、点电荷[问题情境]1．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？2．点电荷与元点荷一样吗？3．什么叫理想模型方法？我们学过哪些理想化物理模型？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．2．(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是最小的电荷量．(2)点电荷是不考虑带电体的大小和形状的理想化的带电体，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．3．当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，而将研究对象抽象为理想模型．学过的理想化模型有点电荷和质点．要点提练 1.点电荷是只有电荷量，没有________和________的理想化模型．2．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] 将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起(图甲)．用毛织品分别摩擦两个气球相接触的部分(图乙)．放开气球后，你观察到什么现象？你能解释这个现象吗？你能得到气球间相互作用的规律与哪些因素有关吗？图11．通过课本实验我们得到了怎样的结论？2．实验中采用了什么方法？ Z+xx+k3．什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？4．库仑定律及表达式与哪个定律相似？ 答案 1.实验表明，影响的因素有两电荷的电荷量及它们间的距离．(1)两电荷的电荷量：电荷间相互作用力随电荷量的增大而增大．(2)两电荷间的距离：电荷间相互作用力随电荷间距离的增大而减小．2．采用了控制变量法． 3．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F ＝kq 1q 2r 2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．4．与万有引力定律的表达式相似．[要点提炼]1．库仑定律：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的____________成正比，跟它们间的________的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．库仑定律的适用条件是：(1)__________；(2)__________．3．库仑定律的公式为F ＝____________.答案 1.电荷量的乘积 距离2.真空中 点电荷3.k q 1q 2r 2 [问题延伸]有人根据F= k q 1q 2r 2推出当r →0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r →0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了.例1 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 )2B ．F ＞k q 1q 2(3R )2C ．F ＜k q 1q 2(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q 1、q 2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q 1、q 2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k q 1q 2(3R )2，也可能大于k q 1q 2(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2.56×10－20 CD ．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 ，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：(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 的带电荷量．(3)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F ＝k 7Q ×Q r 2 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 两球之间的作用力F ′＝k 72Q ×54Q r 2＝58F. 答案 58Z,xx,k 变式训练2 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r 2，则两球间库仑力的大小为( )A .112FB .34FC .43F D ．12F 答案 C解析 两金属球间原来的库仑力F ＝k Q·3Q r 2＝k 3Q 2r 2，两球接触后各带相同电荷量Q ′＝－Q ＋3Q 2＝Q ，又因它们的距离变为r 2，所以此时它们间的库仑力F ′＝k Q·Q (r 2)2＝k 4Q 2r 2＝43F ，故C 项正确．例3 两个正电荷q 1和q 2的电荷量都是3 C ，静止于真空中的A 、B 两点，相距r ＝2 m .(1)在它们的连线AB 的中点O 放入正电荷Q ，求Q 受的静电力．(2)在它们连线上A 点左侧P 点，AP ＝1 m ，放置负电荷q 3，q 3＝－1 C ，求q 3所受的静电力．思路点拨 解答本题时，可按以下思路分析：(1)q 1对Q 的库仑力；(2)q 2对Q 的库仑力；(3)库仑力的合力．解析 (1)依据库仑定律知道q 1、q 2对Q 的库仑力大小相等，方向相反，故合力为零．(2)如图，q 3受q 1的引力F 31，受q 2的引力F 32，方向向右，合力为F 3＝F 31＋F 32＝k q 1q 3r 2PA ＋k q 2q 3r 2BP＝3×1010N . 答案 (1)零 (2)3×1010 N ，方向向右变式训练3 如图2所示，两个点电荷，电荷量分别为q 1＝4×10－9 C 和q 2＝－9×10－9C ，两者固定于相距20 cm 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( )图2A ．距a 点外侧40 cm 处B ．距a 点内侧8 cm 处C ．距b 点外侧20 cm 处D ．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q 1点电荷的外侧，设距q 1距离为x ，由k q 1q x 2＝k q 2q (x ＋20)2，将数据代入，解得x ＝40 cm ，故A 项正确． 【即学即练】1．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．2．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k q 1q 2r 2来计算电荷间的库仑力，D 错． 3．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 .F 2B ．4FC ．2FD .F 4答案 A解析 F ＝k q 1q 2r 2，F ′＝k 2q 1q 2(2r )2＝12k q 1q 2r 2＝F 2，选A . 4．如图3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( )图3A ．(－9)∶4∶(－36)B ．9∶4∶36C ．(－3)∶2∶(－6)D ．3∶2∶6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(库仑力)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q 2为研究对象，由库仑定律知：kq 2q 1r 2＝kq 2q 3(2r )2，因而得：1q1＝4q3，即q3＝4q1.选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.。
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讨论与交流 一个带电体在什么情况下可以看做 点电荷？与研究问题所要求的精度有无 点电荷？ 关系？ 关系？
实验
A B C
通过实验来研究两个点电荷间的相互作用力
观察与思考 1、研究相互作用力F与距离 的关系 、研究相互作用力 与距离 与距离r的关系 带同种电荷， 的电荷量相等， 使A、B、C带同种电荷，且B、C的电荷量相等，观察 、 、 、 带同种电荷 、 的电荷量相等 观察B、 C偏角，思考r增大时，F的大小如何变化，并记下你的结论。 偏角，思考 增大时 增大时， 的大小如何变化 并记下你的结论。 的大小如何变化， 偏角 2、研究相互作用力F与电荷量的关系 、研究相互作用力 与电荷量的关系 带同种电荷， 的偏角， 使A、B带同种电荷，观察 的偏角，设B原来的电荷量为 、 带同种电荷 观察B的偏角 原来的电荷量为 Q，使不带电的C、与B接触一下即分开，这时 、C就各带 ，使不带电的 、 接触一下即分开， 接触一下即分开 这时B、 就各带 q/2的电荷量。保持A、B的距离不变，观察B的偏角，思考 的电荷量。保持 、 的距离不变，观察 的偏角， 的电荷量 的距离不变 的偏角 球带的电荷量减少时， 的大小如何变化 的大小如何变化？ 当B球带的电荷量减少时，F的大小如何变化？ 球带的电荷量减少时
3 答案】 AB同性 斥力。 同性， 【答案】①若AB同性，斥力。 F 8 AB异性 引力。 异性， ②若AB异性，引力。 1 F
8
3、综合以上两种情况，你的结论是什么？ 、综合以上两种情况，你的结论是什么？
在前人的工作基础上， 在前人的工作基础上，法国物理学家库伦用实验研究了 电荷之间的相互作用，总结如下： 电荷之间的相互作用，总结如下： 真空中两个点电荷之间的相互作用力， 真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们 点电荷之间的相互作用力 的电荷量的乘积成正比，跟它们间距离的二次方成 的电荷量的乘积成正比， 反比，作用力的方向在它们的连线上， 反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引。 互排斥，异种电荷相互吸引。
第二节 探究静电力 【例题3】甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球 其中只 例题3 丙为三个完全相同的金属小球, 有一个带电, 如果让甲球分别依次与乙球、丙球接触后,再 有一个带电 如果让甲球分别依次与乙球、丙球接触后 再 把甲、丙球放在相距 处 它们的库仑力为F； 把甲、丙球放在相距R处, 它们的库仑力为 ；若让丙球分 别依次跟乙球、甲球接触后 再把甲、丙球放在相距R处 别依次跟乙球、甲球接触后, 再把甲、丙球放在相距 处, 它 们间的库仑力为4F, 则可知原来带电的球是： 则可知原来带电的球是： 们间的库仑力为 A.甲球 甲球 【答案】A 答案】 B.乙球 乙球 C.丙球 丙球 D.无法判断 无法判断
库仑定律的数学表达式
Q1Q2 F =k 2 r
说明： 说明： 1.点电荷 点电荷——理想模型 点电荷 理想模型 2.静电力常量 静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2 静电力常量 × 3.适用条件 适用条件——①真空中 ②点电荷 适用条件 ①
【例题1】关于点电荷的说法，正确的是： 例题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看成点电荷； 只有体积很小的带电体才能看成点电荷； 只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷； 体积很大的带电体一定不能看成点电荷； 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 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 可以忽略，这两个带电体可看成质点； 可以忽略，这两个带电体可看成质点； D.一切带电体都可以看成点电荷。 一切带电体都可以看成点电荷。 一切带电体都可以看成点电荷 【答案】C 答案】
探究静电力
1.电荷间相互作用规律 1.电荷间相互作用规律 ——同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 同种电荷相互排斥 2.影响两电荷之间相互作用力的因素： 2.影响两电荷之间相互作用力的因素： 影响两电荷之间相互作用力的因素 ①距离 一.点电荷 ——当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多， 当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多， 当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多 这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况， 这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况 ， 把它抽象 成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。 成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。 ②电量 ③带电体的相同的金属小球，所带电量的数值为 例题4 两完全相同的金属小球， 、 两完全相同的金属小球 q，两球相距为r，此时两球的相互作用力为 。现将第三个 ，两球相距为 ，此时两球的相互作用力为F。 不带电的金属小球C先和 接触 再和B接触 然后拿走C球 接触， 不带电的金属小球 先和A接触，再和 接触，然后拿走 球， 先和 接触， 两球间的作用力变为多少？ 则AB两球间的作用力变为多少？ 两球间的作用力变为多少
第二节 探究静电力 【例题2】正点电荷 和B，带电量均为 ，若在其连线的中 例题2 正点电荷A和 ，带电量均为q， 点上置一点电荷C，使三者均静止，则点电荷 是 点上置一点电荷 ，使三者均静止，则点电荷C是： A.带正电，电量为q/4； 带正电，电量为 ； 带正电 B.带负电，电量为q/2； 带负电，电量为 ； 带负电 C.带负电，电量为q/4； 带负电，电量为 ； 带负电 D.正负电均可，电量为q/4. 正负电均可，电量为 正负电均可 【答案】C 答案】
点电荷是一种理想化的物理模型。 点电荷是一种理想化的物理模型。 理想模型方法是物理学常用的研究方法。 理想模型方法是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时， 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件 下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素， 下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素， 将研究对象抽象为理想模型， 将研究对象抽象为理想模型，这样可以使问 题的处理大为简化。 题的处理大为简化。