1库仑定律学案G

第一章静电场§库仑定律学案一．学习目标1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，理解点电荷的含义。2.理解真空中库仑定律的含义及公式表达，静电力常量。3．会用库仑定律进行有关的计算。4.知道库仑扭秤的实验原理。二．重点难点1.重点：灵活运用库仑定律和库仑力解决问题．2.难点：库仑定律及其公式的理解和应用。三．学法指导本节课通过建立理想模型点电荷，渗透理想化方法，首先把本节课的内容认真的看一遍。看的时候要培养自己由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力，以及控制变量的科学研究方法，这与力学中的质点类似。运用对比、联想的方法，对比万有引力定律和库伦定律。不清楚的要作一标记。看好以后可以查阅一下资料，最后完成本学案。四．自主学习1．课本实验说明电荷之间的相互作用力和什么因素有关?一是与有关，二是与有关。2．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，由实验得出k=9×109则使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算，力的方向另行判断。如果其它条件不变，让两点电荷在介质中，其作用力将比它们在真空中的作用力小。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。5．库仑的实验，库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。其巧妙处体现在何处？6.静电力恒量的数值与静电力概念静电力也是一种“性质力”，同样具有力的共性（相互性、矢量性、物质性）。7．库仑力与万有引力的相似和不同点？8、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9、两个点电荷甲和乙同处于真空中．（1）甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍．（2）若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（3）保持原电荷电量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；五．典型例题例1．如图1所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3C，静止于真空中，相距r＝2m.图1(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O点放入负电荷Q，求Q受的静电力．(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q3＝1C且AC＝1m，求q3所受的静电力．解析：在A、B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．如果在O点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．在连线上A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1＝eq\f(kq3q1,x2)和F2＝eq\f(kq3q2,(r＋x)2)，其中x为AC之间的距离．C点受力为二力之和，代入数据为3×1010N，方向向右．例2．如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用哪些方法OABmBgOABmBgFNLd小球A、B的电荷量都减小到原来的一半小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将解析：，而，可知，选BD六．课堂练习一、选择题1．下列说法正确的是()A．点电荷就是体积很小的带电体B．点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C根据F=keq\f(q1q2,r2)可知,当r→0时,有F→∞D．静电力常量的数值是由实验得出的2．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的()\f(4,7)\f(3,7)\f(9,7)\f(16,7)3．如图2所示，图2在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大4．如图3所示，图3两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是()A．若是同种电荷，F<keq\f(Q2,r2)B．若是异种电荷，F>keq\f(Q2,r2)C．若是同种电荷，F>keq\f(Q2,r2)D．不论是何种电荷，F＝keq\f(Q2,r2)5．如图5所示，图5悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为()A．2B．3C．2eq\r(3)D．3eq\r(3)6．如图6所示，图6三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所带电荷量的大小比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，它应是()A．F1B．F2C．F3D．F4二、计算题1．“真空中两个静止点电荷相距10cm，它们之间相互作用力大小为9×10－4N．当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×10－8C的点电荷．问原来两电荷的带电荷量各为多少？”根据电荷守恒定律：q1＋q2＝3×10－8C＝根据库仑定律：q1q2＝eq\f(r2,k)F＝eq\f((10×10－2)2,9×109)×9×10－4C2＝1×10－15C2＝联立两式得：qeq\o\al(2,1)－aq1＋b＝0解得：q1＝eq\f(1,2)(a±eq\r(a2－4b))＝eq\f(1,2)(3×10－8±eq\r(9×10－16－4×10－15))C根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的错误并给出正确的解答．参考答案一、选择题