9.2 库仑定律 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

1、9.2 库仑定律学习目标：1通过控制变量法，定性理解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系。2知道点电荷是一个理想化物理模型；知道带电体可以看成点电荷的条件。3与万有引力进行对比，掌握库仑定律的内容及其公式。4会进行相关库仑力的计算，掌握利于库仑力解决静态平衡问题。一、电荷之间的作用力1如图所示，选悬挂小球为研究对象，设细线与竖直方向夹角为，固定小球与悬挂小球的球心始终在一水平线上，设小球质量为m，请求固定球与悬挂小球之间的作用力的大小（当地重力加速度为g，不考虑悬挂小球之间的作用力）。带正电的带电体C置于铁架台旁，不断改变C与悬挂小球的距离：观察发现：悬球的丝线和竖直方

2、向的偏角大小随着距离的增大而 ，即悬球受到的作用力随着距离的增大而 。带正电的带电体C置于铁架台旁固定不动，不断改变C的电量。观察发现：悬球的丝线和竖直方向的偏角大小随着电荷量的增大而 ，即悬球受到的作用力随着电荷量的增大而 。实验小结： 2什么是点电荷？点电荷和点电荷之间的作用力可能满足什么规律？库仑定律的内容： 电荷间的这种相互作用力叫作 。库仑定律的适用范围: ； 思：如右图所示，两个靠近的带电球体，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？例1对点电荷的理解，正确的是（）A只要带电体的体积、电量都很小，就可以看成点电荷 B点电荷是理想化模型，实际不存在C点电荷就是元电荷 D只要带电体的体积

3、很大，就一定不可以看成点电荷例2下列说法不正确的是（）A点电荷就是体积和带电量都很小的带电体，是一种理想化模型B不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律C库仑定律中当两电荷的距离趋近于0时，静电力趋近于无穷大D若点电荷q1电荷量大于q2电荷量，则q1对 q2的静电力要大于q2对q1的静电力二、库仑实验及库仑定律1阅读课本P7，理解库仑实验的过程，库仑扭秤实验巧妙之处有哪些？实验困难：微力难于测量解决方法： 法，找到力与距离的关系。电量无法测量解决方法： 。2库仑定律的表达式： k为静电力常量： q为电荷量：计算库仑力大小时只将电荷量的 代入。当两个点电荷所带的电荷量为同种时，它们之间的作用力为

4、 ；反之，异种电荷时，它们之间的作用力为 。符号并不影响静电力的大小。r是两点电荷间的距离。如果是均匀带电球体间的作用，r是 间的距离。思考：当r0是，公式还适用吗？ 例3如图所示，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若是异种电荷， B若是同种电荷，C不论何种电荷， D不论是何种电荷，例4：(课本例题：库仑力的叠加) 真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2.0106 C , 求它们所受的库仑力。当堂检测：1（2021海南高二学业考试）下列关于点电荷的说法正确的是（）A点电荷是一

5、种理想化模型B点电荷是指电荷量很少的带电体C体积很小的带电体，一定能视为点电荷D体积很大的带电体，一定不能视为点电荷2关于库仑定律，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，当两电荷的距离r趋近于零时，静电力将趋向无穷大C库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律D若点电荷的电荷量大于的电荷量，则对的静电力大于对的静电力3静电力常量的单位，若用国际单位制（SI）中的基本单位可表示为（）ABCD4（2021海南高二学业考试）两个可视为点电荷的带电小球，电荷量保持不变，当距离变大时，它们之间的库仑力（）A变大B变小C不变D不能确定5两个点电荷相距为r

6、，相互作用力为F，则（）A电荷量不变，距离加倍时，作用力变为B距离不变，电荷量都变加倍，作用力变为2FC距离不变，电荷量都变加倍，作用力变为4FD电荷量大的点电荷受到的库仑力比较大6两个分别带有电荷量Q和+5Q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（）ABCD7研究者利用如图所以的装置，来探究影响电荷间相互作用力的因素，O是一个带正电的固定物体，把系在丝线上带正电的小球先后挂在图中、等位置，比较小球在不同位置所受电场力的大小；然后使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受电场力的大

7、小。得到小球所受的电场力F分别与小球所带的电荷量q和小球与带电物体间的距离r的关系图像，则正确的是（）ABCD8如图所示，真空中A、B两点分别固定两个相同的带电金属小球（均可视为点电荷），所带电荷量分别为Q和5Q，在A、B的延长线上的C点处固定一电荷量为q的试探电荷，试探电荷受到的电场力大小为，已知ABBC。若将两带电金属小球接触后再放回A、B两处时，试探电荷受到的电场力大小为，则为（）ABCD9如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c固定在等边三角形的三个顶点上。a、b球带等量异号电荷，c球受到的静电力大小为F，带电小球a、b、c均可视为点电荷，则将c球移至a、b球连线的中点时c球受到的静

8、电力大小为（）A0B4FC8FD10真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B之间的静电力变为多少?若再使A、B之间距离增大为原来的2 倍，则它们之间的静电力又为多少?11如图所示，光滑绝缘水平面上同一直线上的三个点电荷、，恰好都处在平衡状态。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法正确的是（）A若、为正电荷，则为负电荷 B若、为负电荷，则为正电荷C D12如图所示，把质量的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，再将带电荷量的带电小球B靠近A，当两个带电小球在

9、同一高度相距时，A球静止，绳与竖直方向的夹角。已知静电力常量，取重力加速度g=10，求：（1）B球受到的库仑力F的大小。（2）A球所带电荷量qA。13真空中点电荷A、B、C位于边长r=30cm的正三角形的三个顶点，其中A、B固定在水平光滑的绝缘地面上，如图所示。开始时C处于静止状态，现使C带上等量异种电荷，然后用绝缘棒将C先后与A、B接触后移除，最后移除A、B的固定装置并放一新点电荷D，使A、B、D均处于平衡状态。A、B、C的电荷量分别为QA=QB=1.710-6C，QC=3.510-6C。已知A、B、C三个点电荷均在同一竖直平面内，重力加速度大小g=10m/s2，静电力常量k=9.0109Nm2/C2，求：（1）C的质量m（结果保留一位小数）；（2）D的电荷量QD及所放位置。