电荷-库仑定律的基础知识.docx

电荷 库仑定律的基础知识1元电荷、点电荷【知识点的认识】1元电荷：是自然界中带电量最小的电荷，任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电量，即e=1.601019C。2点电荷：带一定电荷量，忽略带电体的大小和形状的一种理想化模型。【命题方向】题型一：点电荷的理解例1：关于点电荷的说法，正确的是（）A只有体积很小的电荷，才能作为点电荷B体积很大的电荷，一定不能作为点电荷C点电荷一定是带电量很小的电荷D两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理题型二：元电荷的理解例2：关于基元电荷，正确的说法是（）A基元电荷是自然界中电荷的最小单元 B基元电荷就是点电荷C基元电荷就是质子 D.1C电量叫基元电荷2库仑定律【知识点的认识】1内容：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上2表达式：F=k，式中k表示静电力常量，k=9.0109Nm2/C23适用条件：真空中的静止点电荷【命题方向】题型一：对库仑定律的理解例1：真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的3倍，那么它们之间的静电力的大小变为（ ）A.3F B. C. D.9F题型二：库仑定律与力学的综合问题例2：在一绝缘支架上，固定着一个带正电的小球A，A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B，B的质量为0.1kg，电荷量为106C，如图所示，将小球B缓缓拉离竖直位置，当绳与竖直方向的夹角为60时，将其由静止释放，小球B将在竖直面内做圆周运动已知释放瞬间绳刚好张紧，但无张力g取10m/s2求（1）小球A的带电荷量；（2）释放瞬间小球B的加速度大小；（3）小球B运动到最低点时绳的拉力3解题方法点拨1库仑定律适用条件（1）库仑定律只适用于真空中的静止点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律（2）当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷但不能根据公式错误地推论：当r0时，F其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了（3）对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离（4）对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布4应用库仑定律需要注意的几个问题（1）库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷点电荷是一种理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用（2）库仑定律的应用方法： 库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力（3）三个点电荷的平衡问题： 要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反，也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零3分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，要学会把电学问题力学化分析方法是：（1）确定研究对象如果有几个带电体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”；（2）对研究对象进行受力分析，多了个电场力（F=k）（3）列平衡方程（F合=0或Fx=0，Fy=0）或牛顿第二定律方程一、选择题（共7小题）1关于点电荷的下列说法中，正确的是（）A只有体积很小的带电体才能看成点电荷 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相互作用力的影响可忽略时，两个带电体可看成点电荷D一切带电体都可以看成点电荷2关于库仑定律的公式F=，下列说法中正确的是（）A当真空中的两个点电荷间的距离r时，它们之间的静电力F0B当真空中的两个点电荷间的距离r0时，它们之间的静电力FC当两个点电荷之间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了D当两个点电荷之间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了3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（）AFB3FCD4要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是（）A每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B保持点电荷的电荷量不变，使两个点电荷的距离增大到原来的2倍C使一个点电荷的电荷量增加1倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的D保持点电荷的电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的5两个大小相同、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（）ABCD6两点电荷A、B带电量qAqB，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（）A同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧B同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧C异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧D异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧7如图所示，两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1，和m2，带电量分别为q1和q2用细绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，它们与竖直线所成的角度均为，且两球同处一水平线上，则下述结论中正确的是（）Aq1一定等于q2B一定满足=Cm1一定等于m2D必须同时满足q1=q2，m1=m2二、解答题（共4小题，满分0分）8两个完全相同的金属小球A、B，A球带电量为+5.0109C，B球带电量为7.0109C，两球相距1m问：它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力为多大？（k=9109 Nm2/C2）9如图所示，把质量为2.0103kg的带负电小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电量为Q=4.0106C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，则绳与竖直方向成=45角，取g=10m/s2，试问：（1）A、B间的库仑力多大？（2）A球带电量是多少？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11如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，=30，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少？新人教版选修1-11.1 电荷 库仑定律2017年单元测试卷（河北省邯郸市鸡泽一中）参考答案与试题解析一、选择题（共7小题，每小题0分，满分0分）1关于点电荷的下列说法中，正确的是（）A只有体积很小的带电体才能看成点电荷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相互作用力的影响可忽略时，两个带电体可看成点电荷D一切带电体都可以看成点电荷【解答】解：体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷，只要满足如下条件：当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，其大小和形状可忽略不计，可以看成点电荷处理。故选：C。2关于库仑定律的公式F=，下列说法中正确的是（）A当真空中的两个点电荷间的距离r时，它们之间的静电力F0B当真空中的两个点电荷间的距离r0时，它们之间的静电力FC当两个点电荷之间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了D当两个点电荷之间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了【解答】解：A、当真空中的两个点电荷间的距离r时，它们之间的静电力F0，故A正确，C错误。B、当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用。故B错误，D正确。故选：AD。3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（）AFB3FCD【解答】解：由点电荷库仑力的公式F=k可以得到，电量不变，当距离增大到原来的3倍，库仑力将变为原来的，所以D正确。故选：D。4要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是（）A每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B保持点电荷的电荷量不变，使两个点电荷的距离增大到原来的2倍C使一个点电荷的电荷量增加1倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的D保持点电荷的电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的【解答】解：根据库仑定律公式F=k，则有：A、每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变，则F=，故A正确；B、保持点电荷的电荷量不变，使两个点电荷的距离增大到原来的2倍，则力变为原来的，故B错误；C、使一个点电荷的电荷量增加1倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的，则有F=8F，故C错误；D、保持点电荷的电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的，则有F=，故D正确；故选：AD。5两个大小相同、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（）ABCD【解答】解：两个完全相同且可看成点电荷的金属小球a和b，分别带有等量异种电荷，这时两球间静电引力的大小为F，当用一个不带电，且与a、b完全相同的绝缘金属小球C先与a球接触，再与b球接触后移去。从而使得a球带电为原来的一半，而b球则带电为原来的四分之一。由库仑定律可得，两球间静电力的大小为原来的八分之一。故选：D。6两点电荷A、B带电量qAqB，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（）A同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧B同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧C异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧D异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧【解答】解：若qA和qB均为固定的正电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，通过受力分析可知，有库仑定律，对q有=因为qAqB所以rArB而且保证两个力的方向相反，所以应将qC置于AB线段上，且靠近B。若qA和qB为固定的异种电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，通过受力分析可知，有库仑定律，对q有=因为qAqB所以rArB而且保证两个力的方向相反，所以应将qC置于AB连线的延长线上，且靠近B故AD正确，BC错误；故选：AD。7如图所示，两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1，和m2，带电量分别为q1和q2用细绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，它们与竖直线所成的角度均为，且两球同处一水平线上，则下述结论中正确的是（）Aq1一定等于q2B一定满足=Cm1一定等于m2D必须同时满足q1=q2，m1=m2【解答】解：题中电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受的电场力大小却相同，方向相反。由于它们与竖直线所成的角度均为，且两球同处一水平线上，所以根据共点力平衡条件可确定，它们的质量一定相等。故ABD错误，C正确；故选：C。二、解答题（共4小题，满分0分）8两个完全相同的金属小球A、B，A球带电量为+5.0109C，B球带电量为7.0109C，两球相距1m问：它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力为多大？（k=9109 Nm2/C2）【解答】解：两球未接触时，球间库仑力：F=k=91095.01097.0109=3.15107N 两球接触后，由于两金属球完全相同：Q1=Q2=1.0109C此时两球间库仑力：F=k=9109（1.0109）2=9.0109N答：它们之间的库仑力分别为3.15107N，9.0109N9如图所示，把质量为2.0103kg的带负电小球A用绝缘细绳悬挂，若将带电量为Q=4.0106C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，则绳与竖直方向成=45角，取g=10m/s2，试问：（1）A、B间的库仑力多大？（2）A球带电量是多少？【解答】解：（1）对小球A受力分析可得：A球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据平衡条件得A球受到B球的库仑力为F=mgtan45=mg=210310N=2102N（2）设小球A带电量为QA，由静电力公式可得： QA= C=5.0108C答：（1）A、B间的库仑力2102N；（2）A球带电量是5.0108C10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【解答】解：由于每个点电荷都受到其它两个点电荷的库仑力作用，要处于平衡，其间的库仑力必沿同一条直线，因此A、B、C三个点电荷必须共线A、B为异种点电荷，对C的库仑力为一斥一吸，C要平衡，不能放在A、B之间由于A的电量大于B的电量，所以C应距A较远，距B较近考虑到A、B也要平衡，所以C应放在B的