高中物理 2庫(kù)侖定律(1)導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1

1、二、庫(kù)侖定律（一）要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1電荷間的相互作用力大小與兩個(gè)因素有關(guān)： 一是與 有關(guān)， 二是與 有關(guān)。2當(dāng)帶電體之間的 比它們自身的大小大得多時(shí)，帶電體的形狀和體積對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這時(shí)的帶電體可以看作 。圖1-2-13庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè) 間相互作用的靜電力跟它們的 成正比，跟它們的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。如果公式中的各個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，即電量的單位用 ，力的單位用 ，距離的單位用 ，則由實(shí)驗(yàn)得出k=9×109 。使用上述公式時(shí)，電荷量Q1、Q2一般用絕對(duì)值代入計(jì)算。如果其它條件不變，讓兩點(diǎn)電荷在介質(zhì)中，其作用力將比它們?cè)谡婵罩械淖?/p>

2、用力小。4庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)，庫(kù)侖做實(shí)驗(yàn)用的裝置叫做庫(kù)侖扭秤。如圖1-2-1所示，細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)帶電的金屬小球A，另一端有一個(gè)不帶電的球與A所受的重力平衡。當(dāng)把另一個(gè)帶電的金屬球C插入容器并他它靠近A時(shí)，A和C之問(wèn)的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。改變A與C之間距離_記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找到力F與距離r的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是力F與距離r的二次方成反比，即。在庫(kù)侖那個(gè)年代，還不知道怎樣測(cè)量物體所帶的電荷量，甚至連電荷量的單位都沒(méi)有。庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)相同的帶電金屬小球互相接觸后，它們對(duì)相隔同樣距離的第三個(gè)帶電小球的作用力相等，所以他斷定這兩個(gè)小球所帶的

3、電荷量相等。如果把一個(gè)帶電金屬小球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會(huì)分給后者一半。庫(kù)侖就用這個(gè)方法，把帶電小球的電荷量分為，這樣庫(kù)侖巧妙地解決了小球的帶電量的測(cè)量問(wèn)題。5庫(kù)侖定律雖然只給出了點(diǎn)電荷之間的靜電力公式，但是任一帶電體都有可以看作是由許許多多點(diǎn)電荷組成的。只要知道了帶電體上的電荷分布情況，根據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法則，就可以求出任意帶電體之間的靜電力。范例精析例1兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B，A球帶電量為5.0×109C，B球帶電量為7.0×109C，兩球相距1。問(wèn)：它們之間的庫(kù)侖力有多大？若把它們接觸后放回原處，它們之間的相互作用力為多大？解

4、析 兩球未接觸時(shí)，球間庫(kù)侖力FQ1Q2/29×109×5.0×10-9×7.0×10-9/12=3.15×107（N）兩球接觸后，部分電荷中和，剩余凈電荷為2×109C，由于兩金屬球完全相同，凈電荷均分，各帶1.0×109C，此時(shí)兩球間庫(kù)侖力F´Q´1Q´2/29×109×(1.0×10-9)2/12=9.0×109（N）拓展 兩帶電導(dǎo)體接觸時(shí)，凈電荷的分配與導(dǎo)體的形狀、大小等因數(shù)有關(guān)。對(duì)兩個(gè)完全相同金屬球（1）若接觸前分別帶電為Q1、Q2，則接

5、觸后兩球帶電均為（Q1Q2）2；（2）若接觸前分別帶電Q1、Q2，則接觸后兩球帶電均為（Q1Q2）2。其實(shí)，庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)研究電荷間相互作用而得到庫(kù)侖定律的過(guò)程中，就是利用以上方法來(lái)改變和控制電荷的電荷量的。例2從庫(kù)侖定律的公式F = KQ1Q2 /r2 看出，當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離趨近于零時(shí)，兩電荷間的作用力將變?yōu)闊o(wú)限大，這種說(shuō)法正確嗎？為什么？答：這種說(shuō)法不正確。因?yàn)閹?kù)侖定律的適用范圍是真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)兩電荷間的距離趨近于零時(shí)，任何小的帶電體都不可能再看作是點(diǎn)電荷了，因而它們之間的作用力的大小已不能用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算和判斷。 能力訓(xùn)練1關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是（ ）A只有體積很小的帶電體才能看

6、作點(diǎn)電荷B體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷D一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷2、真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F，如果保持它們所帶的電量不變，將它們之間的距離增大到原來(lái)的3倍，它們之間作用力的大小等于（ ） A.F B.3F C.F/3 D.F/9 3. A、B兩點(diǎn)電荷間的距離恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時(shí)，A、B間相互作用的庫(kù)侖力將( ) A.可能變大B.可能變小C.一定不變D.無(wú)法確定4. 真空中兩個(gè)相同的金屬小球A和B，帶電荷量分別為QA=2×10-8C和QB=4×10-8

7、C，相互作用力為F.若將兩球接觸后再放回原處，則它們之間的作用力將變?yōu)?)A.B.FC.D.5. 有A、B、C三個(gè)塑料小球，A和B、B和C、C和A之間都是相互吸引的，如果A帶正電，則( )A.B和C兩球均帶負(fù)電B.B球帶負(fù)電，C球帶正電C.B和C兩球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電D.B和C兩球都不帶電6. 關(guān)于庫(kù)侖定律的公式，下列說(shuō)法中正確的是( )A.當(dāng)真空中兩個(gè)電荷間距離r時(shí)，它們間的靜電力F0B.當(dāng)真空中兩個(gè)電荷間距離r0時(shí)，它們間的靜電力FC.當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r時(shí)，庫(kù)侖定律的公式就不適用了D.當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r0時(shí)，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律的公式就不適用了7.要使真空中的兩

8、個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍，下列方法中可行的是()A.每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到原來(lái)的2倍，電荷間的距離不變B.保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍C.使一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量加倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷電荷量保持不變，同時(shí)將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的D.保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的8.兩個(gè)大小相同、可看成是點(diǎn)電荷的金屬小球a和b，分別帶有等量異種電荷，被固定在絕緣水平面上，這時(shí)兩球間靜電引力的大小為F.現(xiàn)用一個(gè)不帶電、同樣大小的絕緣金屬小球C先與a球接觸，再與b球接觸后移去，則a、b兩球間靜電力大小變?yōu)? )A.B.C.D.9、在國(guó)際單位制中，靜電力常量K的單位是 。10、在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的_成正比，跟它們間的_成反比，作用力的方向在_，這就是庫(kù)侖定律。 素質(zhì)提高11.有三個(gè)完全相同的金屬小球A、B、C，其中，A球帶電荷量為7Q，B球帶電荷量為-Q，C球不帶電.將A和B固定起來(lái)，然后讓C球反復(fù)與A球和B球接觸，最后移去C球，求A和B間的相互作用力將變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍。12兩個(gè)半徑相等體積不能忽略的金屬球相距r,它們帶有等量同種電荷q時(shí)，相互間的庫(kù)侖力為F1，若距離