高中物理 3库仑定律（2）导学案 新人教版选修3-1

1、三、库仑定律（二）要点导学1、 应用库仑定律时应注意的问题首先应注意库仑定律的适用条件。公式仅适用于 中（空气中近似成立）的两个 间的相互作用。其次，应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即应用公式计算库仑力的大小时，不必将表示电荷、带电性质的 、 号代入公式中，只将其电量的绝对值代入，先计算出力的大小，再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免将表示带电性质的符号代入公式中一起运算，根据运算结果是正或负号来判定方向而带来的麻烦和可能出现的错误。再次，应注意统一单位，因为静电力常量N·m2/c2是国际单位制中的单位。2、静电力也是一种“

2、性质力”，同样具有力的共性。不能认为两个电量不同的点电荷相互作用时，一定是电量大的受静电力大（或小）。实际上，两个点电荷之间的相互作用力遵守牛顿 定律大小相等、方向相反，并且一条直线上；如果一点电荷同时受到另外两个点电荷的作用力，这两个力遵循力的合成法则，根据 定则，可求出这个点电荷受到的合力。范例精析例1 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。解析 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

3、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的右侧且带正电。设C在距离B为 x处，带电量为 Qc，则对C和B有 4 kQQc/(L+x)2=kQQc/x2 4kQ2/L2=kQQc/x2 由以上两式得x=L，Qc=4Q。图1-2-2拓展 若A 、B为同号点电荷，引入第三个电荷C，使三个点电荷均平衡，则C应放在何处？C的电性和电量如何？ 例2 如图1-2-2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

4、，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少?解析 研究小球B：小球B受三个力作用而平衡，其受力情况如图1-2-3所示，图1-2-3据库仑定律得由、得拓展 如果本题的小球B带负电荷q,丝线与竖直方向的夹角还是30°吗？ 图1-2-4例4 两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成45°角，棒上各穿有一个质量为m、带电荷量为Q的相同小球，如图1-2-4所示.现让两球同时从同一高度由静止开始下滑,则当两球相距多大时，小球的速度达到最大值?解析 研究小球，如图1-2-5所示小球在三个力作用下先做加速度减小的变加速运动，当a=0时，速度达最大.此时，图1-2-5由库仑

5、定律得由、得 拓展 试定性描述小球的运动状态。能力训练1、关于点电荷的说法中正确的是（ ）A、真正的点电荷是不存在 B、点电荷是一种理想化的物理模型C、小的带电体就是点电荷 D、形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体2两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷，相互斥力为3F，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（ ）（该题考查电荷守恒定律和库仑定律，以及带电体间电荷的分配关系。）A0 BF C3F D4F图1-2-63如图1-2-6所示，质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，

6、两丝线与竖直方向的夹角分别是和（），两小球恰在同一水平线上，那么（ ）A两球一定带异种电荷Bq1一定大于q2Cm1一定小于m2Dm1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力4两点电荷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5如图图1-2-7所示，有大小相同的A、B、C三个金属球，A、B带等量异种电荷，中间连接一个轻质绝缘的弹簧，放在光滑的绝缘水平面上，平衡时弹簧压缩量为

7、X0，现将不带电的C球和A球接触一下，然后拿走，则产生新平衡时弹簧的压缩量X为（ ）A。X=X0 BXX0 图1-2-7CXX0 DX=X06.真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F.若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电引力将变为( ) A.B.C.D.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.B.C.D.图1-2-88.如图1-2-8所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是TA、TB，现在使A、B带同种电荷

8、，此时上、下细线受力分别为TA、TB，则( )A.TA=TA，TB>TBB.TA=TA，TB<TBC.TA<TA，TB>TBD.TA>TA，TB<TB9.真空中两个同种点电荷Q1和Q2，它们相距较近，使它们保持静止状态今释放Q2，且Q2只在Q1的库仑力作用下运动，则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是( )A.速度不断变大，加速度不断变大B.速度不断变大，加速度不断变小C.速度不断变小，加速度不断变大D.速度不断变小，加速度不断变小10. 三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置多大的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零?素质提高图1-2-911. 如图1-2-9所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A等高，若B的质量为，则B带电荷量是多少?(g取10m/s2)12如图1-2-10所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA= + 10q，qB = + q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用于C球，使三者一起向右匀速运动。求：（1）F的大小；（2）C球的电性和电量。1-2-10参考