9.2　库仑定律（导学案）（原卷版）

PAGE1§9-2库仑定律一、学习目标1.知道点电荷的概念.2.掌握库仑定律的内容和条件，并会简单计算.3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算．4.掌握库仑力叠加原理，会计算静电力作用下的平衡问题。二、学习过程【问题探究】原子是由原子核和核外电子组成的，核外电子绕核做圆周运动，什么力提供电子做圆周运动的向心力？【知识点1】电荷之间的作用力库仑定律1．实验探究：利用如图所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小．2．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷．3．库仑定律：①内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力．②公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫作静电力常量．③适用条件：a.在真空中；b.静止点电荷．例题1、下列说法正确的是（）A．点电荷是指体积小的带电体B．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷C．库仑定律表达式，适用于任何电场D．带电量Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍例题2、两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，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（）A． B． C． D．跟踪训练：如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有两个带正电、可视为点电荷的小球A和B，A固定。某一时刻B由静止释放，此后AB间库仑力大小将（）A．增大 B．不变 C．减小 D．先增大后减小【问题探究】如图所示，真空中有三个带正电的点电荷A、B、C，它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，电荷量都是Q，则电荷C所受的静电力多大？方向如何？【知识点2】库仑的实验静电力的计算1．库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大小的．实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比．2．库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球，一个带电，一个不带电，互相接触后，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比．3．两个或三个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．这个结论叫作静电力叠加原理．4．静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现．5．静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图所示．例题3、如图所示，是等边三角形，在A点固定放置电荷量为的正点电荷，在C点固定放置一个试探电荷，试探电荷受到的静电力大小为F，再在B点固定放置电荷量为的负点电荷时，试探电荷受到的静电力大小为（）。A．0 B．F C． D．跟踪训练：如图所示，直角三角形中，，。两个正点电荷分别固定在A、两点，某试探电荷在点受到的电场力方向与垂直，已知，。则A、两点处点电荷的电荷量之比为（）A． B． C． D．例题4、如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．如果有一电子静止放在C点处，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，则它所受的静电力的大小为________N，方向________．跟踪训练：如图所示，Δabc处在真空中，边长分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。三个带电小球固定在a、b、c三点，电荷量分别为qa=6.4×10-12C，qb=-2.7×10-12C，qc=1.6×10-12C。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，求c点小球所受库仑力的大小及方向。§9-2库仑定律作业班级：学号：姓名：一、选择题1．关于库仑定律的公式，下列说法正确的是（）A．k为静电力常量，数值为1B．k为静电力常量，没有单位C．当真空中的两个电荷间的距离时，它们之间的静电力D．当真空中的两个电荷间的距离时，它们之间的静电力2．带电荷量分别为和的两个相同的金属小球，相距一定距离r时，相互作用力大小为F。若只将它们的距离变为2r，则相互作用力大小变为（）A．2F B．4F C． D．3．如图所示，一正点电荷置于Q点，M、N是以Q为圆心的两同心圆上的点，将同一点电荷分别置于M点和N点上，其所受库仑力（）A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同4．两个半径为R的带电金属球所带同种电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为（）A． B．C． D．无法确定5．有一等边三角形abc，d是bc延长线上的一点，c是bd的中点，abc三点分别固定、、电荷，此时c点电荷受到的电场力大小为F。若把位于a处的电荷移到d点处，位于c处的电荷受到的电场力大小为，则的值为（）A．1 B．2 C． D．6．真空中两个相同的金属小球和，带电荷量分别为和，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． B． C． D．7．两个质量分别是的小球，各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷、且电荷量分别为时，两丝线张开一定的角度，如图所示，则下列说法正确的是（）A．若，则B．若，则C．若，则D．若，则8．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，9．如图所示，三个固定的带电小球、和，相互间的距离分别为，，。小球b所受库仑力的合力的方向垂直于、连线。设小球、c所带电荷量的比值的绝对值为，则（）A．、c的电荷异号，k=5：3B．、c的电荷同号，k=16∶9C．、c的电荷同号，k=4∶3D．、c的电荷异号，k=64∶2710．如图所示，同一直线上的三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法错误的是（）A．若、为正电荷，则为负电荷B．若、为负电荷，则为正电荷C．D．二、非选择题11．如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡状态时，悬线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，对应的悬线偏离角度θ分别为30°和45°，则是多少？12．如图所示，一质量m，电荷量q的带正电小球A用长为L的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ。已知重力加速度g，静电力常量k，求∶（1）小球B的电性；（2）小球A受到的静电力大小；（3）小球B的电荷量。13．如图所示，把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为Q=4.0×10－6C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，绳与竖直方向成α=45°角，静电常数k=9×109N·m2/C2则：①分析小球A的受力，并画出受力图；②求B球受到的库仑力多大；③求A球带电量是多少。14．如图所示，质量均为m、带等