高中物理 1.2 靜電力庫侖定律 魯科選修31

第2節(jié)靜電力庫侖定律

..1．知道點電荷的概念，了解理想化模型，體會理想化方法在科學研究中的作用．2．理解庫侖定律的內(nèi)容及公式并說明庫侖定律描述的客觀規(guī)律和適用條件．3．通過靜電力和萬有引力的對比，體會自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性．了解類比法，體會類比法在物理發(fā)展中的作用．..1．自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的方向沿兩物體的連線，引力的大小F與這兩個物體質量的乘積m1m2成________，與這兩個物體間距離r的平方成________．【答案】正比反比2.甲、乙兩個小球分別帶有一定量的電荷，兩球在同一條水平線上，如右圖所示，則兩球在水平方向上一定存在相互的________．【答案】吸引力..1．什么是靜電力？2．什么是點電荷？把帶電體能看成點電荷的大小是什么？3．庫侖定律的內(nèi)容是什么？表達式如何？4．靜電力和萬有引力有何異同？..一、靜電力與點電荷模型1．靜電力(1)定義：電荷間的相互作用力叫做靜電力也叫做庫侖力．(2)影響靜電力大小的因素：兩帶電體的

及二者之間的

等．靜電力遵守牛頓第三定律嗎？【提示】遵守牛頓第三定律電荷量距離.2．點電荷(1)物理學上把本身的

比相互之間的距離

得多的帶電體叫做點電荷．(2)兩個帶電體能否視為點電荷，要看它們本身的

是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體

有多大．二、庫侖定律1．內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的

成正比，跟它們的

成反比；作用力的方向沿著

．同種電荷相斥，異種電荷相吸．線度小線度本身電荷量Q1、Q2的乘積距離r的二次方它們的連線.2．定義式：

.3．k是一個常量．如果各物理量都采用國際單位制，則k＝

.4．庫侖定律是法國物理學家

提出來的．5．實驗表明，對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的總的靜電力，等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的

和．這個結論通常叫做靜電力

原理．9.0×109N·m2/C2庫侖矢量疊加.三、靜電力和萬有引力的比較1．庫侖定律描述的是由于物體

引起的相互作用，其作用力的大小跟帶電體的

有關．2．萬有引力定律描述的是由于物體具有

引起的相互作用，作用力大小跟物體

有關．3．二者的相似：兩力都與

成反比；兩公式中都有與作用力有關的物理量(電荷量或質量)的乘積，且兩種力都與乘積成正比；兩種力的方向都在兩物體的連線上．4．二者的不同：靜電力可能是

力，也可能是

力；而萬有引力只能是

力．帶電電荷量多少及距離質量質量的大小及距離距離的二次方斥引引..一、對“點電荷”的正確理解1．點電荷的物理模型：只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學中的質點，實際中并不存在．2．帶電體能否看成點電荷的條件：如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響很小，就可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對問題有關鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點電荷．這樣的處理會使問題大為簡化，對結果又沒有太大的影響，是物理學上經(jīng)常用到的方法．.3．點電荷只具有相對意義：一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定．.(1)點電荷與力學中的質點類似，是在研究復雜物理問題時引入的一種理想化模型．(2)不少物理問題都與較多的因素有關，要研究其與所有因素的關系是很困難的，抓住主要因素構建物理模型，才可以簡化研究的過程．.1.關于點電荷，下列說法正確的是()A．直徑為0.01mm的帶電粒子在任何情況下都可視為點電荷B．點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體C．帶電的細桿在一定條件下可以視為點電荷D．帶電的金屬球一定不能視為點電荷【答案】C...5．庫侖定律的適用條件(1)真空(2)點電荷庫侖定律嚴格適用于真空中兩個點電荷的相互作用，但兩個均勻帶電球體相距較遠時也可視為點電荷，r應指兩球體的球心距對于不能視為點電荷的物體間的庫侖力不能隨便用庫侖定律求解，要視具體情況而定．..【答案】

A

.三、庫侖定律與萬有引力定律的比較.(1)庫侖力和萬有引力是兩種不同性質的力，受力分析時要分別分析．(2)庫侖力和萬有引力表達式的相似性，揭示了大自然的和諧美、多樣性的美．..【答案】

D

.. 下面關于點電荷的說法正確的是()A．只有體積很小的帶電體才可看做點電荷B．只有做平動的帶電體才可看做點電荷C．只有帶電荷量很少的帶電體才可看做點電荷D．點電荷所帶電荷量可多可少.【解析】能否將一個帶電體看成點電荷，關鍵在于我們分析時是否無需考慮它的體積大小和形狀，即它的體積大小和形狀可不予考慮時就可以將其看成點電荷，至于它的電荷量就可多可少．【答案】D.1－1：下列關于點電荷的說法中，正確的是()A．帶電球體一定可以看成點電荷B．直徑大于1cm的帶電球體一定不能看成點電荷C．直徑小于1cm的帶電球體一定可以看成點電荷D．點電荷與質點都是理想化的模型【解析】點電荷與質點都是為研究問題而理想化的模型，只要其體積、形狀不影響研究的問題就可以理想化，故D正確．能否看成點電荷并不是依據(jù)電荷本身的大小和形狀，故A、B、C錯．【答案】D. 如右圖所示，在一條直線上的A、B、C三點上分別放置QA＝＋3×10－9C、QB＝－4×10－9C、QC＝＋3×10－9C的點電荷，試求作用在A電荷上的作用力．.【答案】

9.9×10－4N方向由A→C

.(1)計算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進行，即用公式計算庫侖力的大小時，不必將電荷q1、q2的正、負號代入公式中，而只將電荷量的絕對值代入公式中計算出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸加以判斷即可．(2)如果一個點電荷同時受到另外的兩個或更多的點電荷的作用力，可由靜電力疊加的原理求出合力．.2－1：真空中有兩個點電荷Q和q，它們之間的庫侖力為F，下列的哪些做法可以使它們之間的庫侖變?yōu)?.5F()A．使Q的電荷量變?yōu)?Q，使q的電荷量變?yōu)?q，同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍B．使每個電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍C．使其中一個電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍.【答案】

A

. 真空中相距3m的光滑絕緣平面上，分別放置兩個電荷量為－Q，＋4Q的點電荷A、B，然后再在某一位置放置點電荷C，這時三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，求C的電荷量以及相對A的位置．..如果要求三個電荷A、B、C均在靜電力作用下處于平衡：(1)三個電荷必須在一條直線上；(2)位于中間的電荷量最??；(3)中間電荷與兩側異號；(4)中間電荷與電荷量較小的電荷較近．即“三點共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠大”．.3－1：如右圖所示，同一直線上的三個點電荷q1、q2、q3恰好都處于平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用，已知q1、q2間的距離是q2、q3間距離的2倍，下列說法正確的是()A．q1、q3為正電荷，q2為負電荷B．q1、q3為負電荷，q2為正電荷C．q1∶q2∶q3＝36∶4∶9D．q1∶q2∶q3＝9∶4∶36.【答案】

ABC

..1．已知點電荷A的電荷量是點電荷B的2倍，則A對B的作用力與B對A的作用力大小之比為()A．2∶1 B．1∶2C．1∶1 D．不一定【答案】C2．A、B兩個點電荷帶電荷量及距離恒定，當?shù)谌姾蒀移近A、B時，A、B間的庫侖力將()A．變大 B．變小C．不變 D．都有可能【答案】C.3.如右圖所示，在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球．同時從靜止釋放，則兩個小球的加速度大小和速度大小隨時間變化的情況是()A．速度變大，加速度變大B．速度變小，加速度變小C．速度變大，加速度變小D．速度變小，加速度變大【解析】因電荷間的靜電力與電荷的運動方向相同，故電荷將一直做加速運動，又由于兩電荷間距離增大，它們之間的靜電力越來越小，故加速度越來越小．【答案】C..【答案】

C

..【答案】

C

.練考題、驗能力、輕巧奪冠..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:09:24PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:09:24PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:09:24PM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，