鲁科版选修31　静电力　库仑定律 第1课时 学案.doc

第2节静电力库仑定律学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1知道点电荷的概念，了解理想化模型(重点、难点)2理解库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电力常量(重点)3了解库仑扭秤实验4能区分静电力与万有引力.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、静电力与点电荷模型1静电力(1)定义：电荷间的相互作用力，也叫库仑力(2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、电荷量、电荷分布、两者间的距离等2点电荷(1)定义：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫作点电荷(2)特点：只有电荷量，没有大小的几何点二、库仑定律1内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力f的大小，跟它们的电荷量q1、q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线同种电荷相斥，异种电荷相吸2表达式：fk，其中k为静电力常量如果各物理量都采用国际单位制，则k9.0109 nm2/c2.3库仑定律的适用条件：真空中的点电荷4静电力的叠加原理：对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和三、静电力与万有引力的比较万有引力定律fg库仑定律fk不同点描述对象两质点间的力两点电荷间的力力的性质只有引力引力或斥力产生原因物体有质量物体带电相同点公式的形式都与距离的二次方成反比，与质量或电荷量的乘积成正比力的方向力的方向均在相互作用物体的连线上基础过关1真空中两个点电荷间相互作用的库仑力()a是一对作用力和反作用力b与点电荷的电荷量成正比，电荷量大的点电荷受力大，电荷量小的点电荷受力小c当第三个点电荷移近它们时，力的大小和方向会发生变化d当两个点电荷的距离趋近于零时，库仑力趋近于无限大a电荷间相互作用的库仑力遵循牛顿第三定律，等大反向，所以a对，b错根据f知f与q1、q2、r有关，与其他因素无关，所以c错d项违背库仑定律的“点电荷”的条件，所以d错2半径相同的两个金属小球a、b带有大小相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是f.今让第三个半径相同的不带电的金属小球c先后与a、b两球接触后移开，这时两球之间的相互作用力大小是() abc da因为a、b两球之间有吸引力，所以a、b两球带异种电荷，设a带电荷量qaq，b带电荷量qbq，由库仑定律得a、b之间的吸引力大小fk；又c不带电，它与a接触后qcqa，再与b接触，故qcqb，由库仑定律得此时a、b两球之间的相互作用力的大小fkk，故选项a正确3如图123所示，某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：m是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在p1、p2、p3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小这个实验结果说明电荷之间的作用力() 图123a随着电荷量的增大而增大b与两电荷量的乘积成正比c随着电荷间距离的增大而减小d与电荷间距离的平方成反比c在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行探究，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受库仑力逐渐减小，但不能确定作用力与电荷间距离的平方成反比，故c正确，d错误由于没有改变电荷量的大小，故不能研究电荷之间作用力和电荷量的关系，故a、b错误4真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了原来的，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了原来的()a.b.c.d.c设两个点电荷的电荷量大小分别为q、q，根据库仑定律有kk，得qq，即另一点电荷的电荷量一定减少了原来的，只有选项c正确5如图124所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球处于静止状态，电量分别为qa、qb，相距l，则a对b的库仑力() 图124afabk，方向由a指向bbfabk，方向由a指向bcfabk，方向由b指向adfabk，方向由b指向ac由图可知a、b两小球相互吸引，故b受到a对它的库仑力方向由b指向a，由库仑定律可知，库仑力大小为fk，故选项c正确6如图125所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的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之间的万有引力f引和库仑力f库的表达式中正确的是()图125af引g，f库kbf引g，f库kcf引g，f库kdf引g，f库kd由于a、b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比较密集又l3r，不满足lr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计算a、b间的库仑力，故f库k.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然本题中不满足lr，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，故两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力，故f引g，故d正确二、非选择题(14分)7(10分)有三个完全一样的球a、b、c，a球带电荷量为7q，b球带电荷量为q，c球不带电，将a、b两球固定，然后让c球先跟a球接触，再跟b球接触，最后移去c球，则a、b球间的作用力变为原来的多少倍？ 解析设a、b两球间的距离为r，由库仑定律知，开始时a、b两球之间的作用力为fk据电荷均分原理可知，当a、c两球接触时，两球均带电q当b、c两球接触时，两球均带电q故后来a、b两球间的作用力fkf.答案8如图1211所示，长为l的绝缘细线下系一带正电的小球，悬于o点，小球所带的电荷量为q.当在o点另外固定一个正电荷时，若小球静止在a处，则细线拉力是小球重力mg的2倍现将小球拉至图中b处(60)，并放开使之摆动，问：(1)固定在o点的正电荷的电荷量为多少？(2)小球回到a处时悬线拉力为多少？ 图1211解析(1)设o点的正电荷的电荷量为q