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高中物理第一章静电场1.2库仑定律导学案(无答案)新人教版选修3-1

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1.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. 学习 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算. 目标 3.知道库仑扭秤的实验原理. 学习 疑问 学习 建议

【预学能掌握的内容】 1.库仑定律 ⑴内容:真空中两个静止的点电荷之间相互作用力,跟它们的______乘积成 _________成__________,作用力的方向 ⑵表达式: ①适用条件: 说明: a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷. b:点电荷是一种理想化模型. ②静电力常量:K 数值和单位 说明: ,由__________实验测得; 。 。 。 ,跟它们的

2.点电荷:当带电体间的距离远

自身大小时,它们的_______与_______及电荷分布

对它们之间相互作用的影响可以忽略,这样的带电体就可以看成点电荷。 3.库仑扭秤实验:是通过____________________________比较静电力大小的。实验发现 电力与距离的_________________________。 库仑在实验中为研究 F 与 q 的关系,采用的是用两个___________的金属小球接触电荷量 __________的方法,发现了 F 与 q1 和 q2 的__________________. 4.库仑力:又称为___________,它和重力、弹力、摩擦力一样具有一般力的所有特性和计算法 静

1

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则。 说明:

【探究点一】 1.什么样的带电体才能看为点电荷? 例 1.如图,两个金属球 A、B,半径均为 r,带电量均为+q,两球心间距离为 d,则( A.如果 d 远大于 r,则两球间为斥力作用,大小为 Kq /d B.如果 d=3r,则两球间作用力大小为 Kq /d C.如果 d=3r,则两球间作用力将小于 Kq /d
2 2 2 2 2

)

2

D.如果改为异种电荷,且 d=3r,则两球间作用力将大于 Kq /d

2

2

【探究点二】 2.静电力的叠加遵从什么规律? 例 2. 如图所示,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.F1 B.F2 C.F3 D.F4 )

【探究点三】 3.静电力对电荷的作用力学效果跟其它力作用效果有区别吗? 例 3.如图所示,把质量为 0.2 克的带电小球 A 用丝线吊起,若将带电量为 4×10 库的小球 B 靠近它,当两小球在同一高度相距 3cm 时,丝线与竖直夹角为 45°,此时小 球 B 受到的库仑力 F=______,小球 A 带的电量 qA=______.
-8

巩固练习 1、 两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它 们的加速度之比将( )
2

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A.保持不变 B.先增大后减小

C.增大

D.减小

2、如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的 圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物体可视为质点且只考虑 它们之间有库仑力的作用,则下列说法正确的是( A.物体A受到地面的支持力先增大后减小 B.物体A受到地面的摩擦力先增大后减小 C.库仑力对物体B不做功 D.物体A对B的库仑力是恒力 【课堂检测】 1、下列说法中正确的是:( ) )

A .点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是不存在的. B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C .根据 F ? K

Q1Q2 r
2

可知,当 r 趋近于 0 时,F 趋近于∞

D .一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研 究的问题的影响是否可以忽略不计.

2、两个半径为 0.3m 的金属球,球心相距 1.0m 放置,当他们都带 1.5×10? 5 C 的正电时,相互 作用力为 F1 ,当它们分别带+1.5×10? 5 C 和? 1.5×10? 5 C 的电量时,相互作用力为 F2 , 则 ( ) A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.无法判断

3、已知电子的质量 m1=9.10×10-31kg,质子的质量 m2=1.67×10-27kg,它们之间的距离为 5.3 ×10-11m(结果保留一位有效数值) (1)它们之间的万有引力? (2)异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少? (3)电子给质子的库仑力? (4)电子绕质子运动的向心力由谁提供? (5)在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子,与质子、电子构成等边三角形,求此时质子 受到的合力?
3

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4

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层次一 1.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作点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电 荷 D.一切带电体都可以看成是点电荷 2、真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为 F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距 离增大到原来的 3 倍,它们之间作用力的大小等于( A.F B.3F C.F/3 D.F/9 )

3. A、B 两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到 A、B 附近时,A、B 间相互作用的库仑力将( C ) A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.无法确定
-8 -8

4. 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 C 和 QB=4×10 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( A. )

9 F 8

B.F

C.

1 F 8

D.

2 F 3
)

5. 有 A、 B、C 三个塑料小球, A 和 B、 B 和 C、 C 和 A 之间都是相互吸引的, 如果 A 带正电, 则( A.B 和 C 两球均带负电 B.B 球带负电,C 球带正电 C.B 和 C 两球中必有一个带负电,而另一个不带电 D.B 和 C 两球都不带电 6. 关于库仑定律的公式 F ? k

Q1Q 2 ,下列说法中正确的是( r2

)

A.当真空中两个电荷间距离 r→∞时,它们间的静电力 F→0 B.当真空中两个电荷间距离 r→0 时,它们间的静电力 F→∞ C.当两个电荷间的距离 r→∞时,库仑定律的公式就不适用了 D.当两个电荷间的距离 r→0 时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了

5

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7. 两个相同的金属小球,带电荷量之比为 1:7,相距为 r,两者相互接触后再放回原来的位置上, 则它们间的库仑力可能为原来的( A. )

4 7

B.

3 7

C.

9 7

D.

16 7

8.两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球 a 和 b,分别带有等量异种电荷,被固定在绝缘水平面 上,这时两球间静电引力的大小为 F.现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球 C 先与 a 球接触, 再与 b 球接触后移去,则 a、b 两球间静电力大小变为( A. )

1 F 2

B.

3 F 8

C.

1 F 4

D.

1 F 8

层次二 9.A、B 两个点电荷,相距 r。A 带有 9Q 的正电荷,B 带有 4Q 的正电荷。 (1)如果 A 和 B 固定,应如何放置第三个点电荷 q,才能使此电荷处于平衡状态? (2)如果 A 和 B 是自由的,又应如何放置第三个点电荷,使系统处于平衡状态。且求第三个点 电荷的电量 q 的大小及电性。

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10.相距 L 的点电荷 A、B 的带电量分别为+4Q 和-Q,要引入第三个点电荷 C,使三个点电荷都处 于平衡状态,求电荷 C 的电量和放置的位置。

层次三 11.如图所示,A、B 两个点电荷的电量分别为+Q 和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B 之间用 绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时,弹簧的伸长量为 x0.若均是弹性形变,则. A.保持 Q 不变,将 q 变为 2q,平衡时伸长量等于 2x0 B.保持 q 不变,将 Q 变为 2Q,平衡时伸长量小于 2x0 C.保持 Q 不变,将 q 变为-q,平衡时缩短量等于 x0 D.持 q 不变,将 Q 变为-Q,平衡时缩短量小于 x0

12.如图所示,两个质量分别为 m1、m2 的小球,各用长为 L 的丝线悬挂在同一点,当两球分别 带同种电荷,且电荷量分别为 q1、q2 时,两丝线张开一定的角度 θ 1、θ 2,则下列说法正确的是( ) A.若 m1>m2,则 θ 1>θ
2

B.若 m1=m2,则 θ 1=θ C.若 m1<m2,则 θ 1>θ
2

2

D.若 q1=q2,则 θ 1=θ

2

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