鲁科版选修31静电场第2节 静电力 库仑定律（区一等奖）

第一章静电场1.2静电力库仑定律学习目标（一）知识与技能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。（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力。（二）过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律。一、物体带电的三种方式1．摩擦起电2．感应起电3．接触带电

二、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论称为电荷守恒定律。另一表述：一个与外没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。复习回顾：一、静电力与点电荷模型（1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作电电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。（2）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。（一）探究影响电荷间的相互作用力的因素：１．实验装置：+Ｏ3．实验过程：２．实验方法：控制变量法说明：（１）以上我们只是定性的研究，真正定量的研究是由法国学者库仑完成的。（２）这种电荷之间的相互作用力叫做静电力或库仑力。（１）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大（２）电荷之间的作用力随距离的增大而减小结论二、库仑定律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。2．适用条件：电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。（1）真空中（2）静止的（3）点电荷二、库仑定律3．库仑定律的表达式式中的k是比例系数，叫做静电常量。计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。三、库仑的扭秤实验：1．装置：库仑扭秤2．原理：（1）横梁平衡（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。ABC++俯视图FABC++俯视图（3）改变A、C的距离看扭转程度得：（4）改变A、C的电量看扭转程度得：结论：例1．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知识链接Ca、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集l＝3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库≠例2．如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与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，两球心间的距离为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两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(

)例2．如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与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，两球心间的距离为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两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(

)D例3如图所示，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(

)mgF电FT如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所变化。两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。四、静电力叠加原理例4光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）

A．－Q，在A左侧距A为L处B．－2Q，在A左侧距A为L/2处C．－4Q，在B右侧距B为L处

D．+2Q，在A右侧距A为3L/2处-4Q+QFAFBFA>FBFBFAFAFBFA=FB同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？此时，A、B不能保持平衡例4光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）

A．－Q，在A左侧距A为L处B．－2Q，在A左侧距A为L/2处C．－4Q，在B右侧距B为L处

D．+2Q，在A右侧距A为3L/2处-4Q+QFAFAFBFBFA>FBFBFAFA=FB由库仑定律得：对B

解得：q=4Q

带负电C1．下列关于点电荷的说法中，正确的是(

)A．带电球体一定可以看成点电荷B．直径大于1cm的带电球体一定不能看成点电荷C．直径小于1cm的带电球体一定可以看成点电荷D．点电荷与质点都是理想化的模型解析：点电荷与质点都是为研究问题而理想化的模型，只要其体积、形状不影响研究的问题就可以理想化，故D正确。能否看成点电荷并不是依据电荷本身的大小和形状，故A、B、C错。D2．真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下列的哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F(

)A．使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍B．使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍C．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍D．保持电荷量不变，使距离变为原来的2/3倍A详细解析A4．如下图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A，B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为(

)A．一定是正电B．一定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法判断FBAFCAB5．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如下图所示。现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D