【推荐】专题1-2 库仑定律（预）-2017-2018学年高二物理同步精品课堂（基础版）（选修3-1）

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‎【学习目标】‎ ‎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．‎ ‎【自主学习】‎ ‎1.探究实验:实验表明,电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷间距离的增大而减小。‎ ‎2.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，与它们间的距离的成反比，作用力的方向在它们的连线上。‎ ‎(2)表达式:F=　　　　。公式中的k叫作静电力常量,其数值是k=9.0×109 N·m2/C2。‎ ‎(3)适用条件:a.在 环境中，b.静止的点电荷之间的相互作用。‎ ‎3.点电荷 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的 、 及 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作点电荷。点电荷是一种理想化模型,实际上并不存在。‎ ‎4.库仑扭秤实验 ‎(1)库仑扭秤实验是通过 比较静电力F的大小的,实验结果发现静电力F与距离r的 成反比。‎ ‎(2)库仑在实验中为研究静电力F与q的关系,由于当时无法测量物体所带电荷量,于是采用这样的方法:用两个相同的金属小球,如果一个带电(设电荷量为q),一个不带电,相互接触后它们所带电荷量就　　　　,利用这两个金属小球进行实验;让一个小球的电荷全部转移掉(即不带电),再与另一个带电小球接触,它们所带的电荷量就　　　　,利用这两个金属小球再进行实验,结果发现静电力F与q1和q2的乘积成正比。‎ 问题──培养类比思维 1. 探究真空中静止的点电荷间相互作用力用到了什么方法，其中影响作用力大小的因素有哪些？‎ ‎2.点电荷与质点有什么共同点?‎ ‎3.库仑定律与万有引力定律有什么相似之处?‎ ‎4.算一算教材课后练习第一题,说明通常情况下两个带电体间是库仑力大还是万有引力大?‎ ‎5.一个点电荷同时受两个库仑力作用,其实际的合力如何求?‎ ‎1．下列说法正确的是： （ ）‎ A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B．根据F＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 ‎【答案】D ‎【名师点睛】库仑定律适用于真空中的点电荷，而点电荷是一个理想化的模型，当两个带电体间的距离远大于两个带电体的直径时，带电体就可以看成点电荷，而当两个带电体间的距离太小甚至趋近于零时，带电体就不能看，库仑定律就不再适用了。‎ ‎2． 两个分别带有电荷量为－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，则两球间库仑力的大小为： （ ）‎ A．F B．F C．F D．12F ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据库仑定律：，当两球接触时，电荷先中和后均分，因此最后两个小球带电量均为＋Q，此时相互作用变为，因此C正确。ABD错误 ‎【名师点睛】注意当两个完全相同的带电荷接触时，带电量先中和后均分，这是电荷分配原 则，当然本题题中库仑定律的适用范围是真空中的点电荷，而我们在平时应用时，基本上只要说带电小球，带电液滴，在空气中也适用库仑定律。‎ ‎3． 真空中有两个静止的同种点电荷q1、q2，保持q1不动，释放q2．q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中的加速度： （ ）‎ A.不断增大 B. 不断减小 C. 先增大后减小 D.始终保持不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据公式可得离越来越远，所以受到的库仑力越来越小，故根据牛顿第二定律运动的加速度越来越小，故B正确 ‎【名师点睛】对于库仑定律公式，要明确其使用条件和各个物理量的含义。‎ ‎4．（多选）A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A、B两球处于相同高度．若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是： （ ） ‎ A.FA＜FB B.细线AC对A的拉力 C．细线OC的拉力TC=（mA+mB）g D．同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 对小球A受力分析如图；‎ ‎【名师点睛】此题考查了牛顿第二、第三定律、物体的平衡条件的应用以及整体法解决问题；本题关键是分别对两个小球受力分析，然后根据平衡条件列方程；再结合库仑定律列方程分析求解；此题难度不大，意在考查学生利用基础知识解决问题的能力.‎ ‎5．（多选）两个半径相同的金属小球，带电荷量之比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： （ ）‎ A、 B、 C、 D、‎ ‎【答案】CD ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，注意两个金属小球可能带同种电荷，可能带异种电荷.‎ ‎6． 真空中两个相同的金属小球A和B，带电荷量分别为QA＝2×10－8 C和QB＝4×10－8 C，相互作用力为F.若将两球接触后再放回原处，则它们之间的作用力将变为 ‎【答案】 ‎【解析】‎ 金属小球A和B，带电量分别为和，相互作用力大小为F，设电荷A带电荷量为Q，则电荷B带电荷量为2Q，根据库仑定律，有：‎ 将两球接触后再放回原处，同种电荷两小球平分电荷量，每个小球带电量变为，根据库仑定律，‎ 有：,故 ‎【名师点睛】本题考查运用比例法求解物理问题的能力．对于两个完全相同的金属球，互相接触后电量平分。‎ ‎ ‎