2庫(kù)侖定律

學(xué)習(xí)任務(wù)一電荷之間的作用力學(xué)習(xí)任務(wù)二庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三靜電力的疊加備用習(xí)題

隨堂鞏固

練習(xí)冊(cè)新課導(dǎo)入問(wèn)題：電荷之間的作用力與哪些因素有關(guān)?猜想：(1)可能與電荷量有關(guān);(2)可能與距離有關(guān);(3)可能與大小、形狀有關(guān);(4)可能與電荷分布有關(guān);……探究思路:有多個(gè)影響因素時(shí),采用控制變量法進(jìn)行探究.新課導(dǎo)入結(jié)論:(1)電荷之間的作用力隨電荷量的增大而增大.(2)電荷之間的作用力隨距離的增大而減小.說(shuō)明:(1)以上只是定性的研究,真正定量的研究是由法國(guó)學(xué)者庫(kù)侖完成的.(2)這種電荷之間的相互作用力叫作靜電力或庫(kù)侖力.[科學(xué)思維]點(diǎn)電荷的建立過(guò)程探究影響電荷之間的作用力的因素時(shí),由于相對(duì)于電荷量和距離來(lái)說(shuō),帶電體自身的形狀、大小以及電荷分布狀況對(duì)作用力的影響要小得多,為簡(jiǎn)化研究問(wèn)題,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,探究電荷間的作用力時(shí)可以忽略帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況,將其視為只有電荷量的點(diǎn)(即點(diǎn)電荷),創(chuàng)設(shè)出簡(jiǎn)單的情境,從而找出基本規(guī)律.學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一

電荷之間的作用力[模型建構(gòu)]理想化模型——點(diǎn)電荷(1)點(diǎn)電荷是只有電荷量,沒(méi)有

、

的理想化模型,類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),實(shí)際中并不存在.

(2)帶電體能否看成點(diǎn)電荷視具體問(wèn)題而定,不能單憑它的大小和形狀下結(jié)論.若帶電體的大小比帶電體間的

小得多,則帶電體的大小及形狀就可以忽略,此時(shí)帶電體就可以看成點(diǎn)電荷.

學(xué)習(xí)任務(wù)一大小形狀距離[科學(xué)探究]探究影響電荷之間相互作用力的因素(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(如圖所示)①小球帶電荷量一定時(shí),距離帶電物體越遠(yuǎn),絲線(xiàn)偏離豎直方向的角度

.

②小球處于同一位置時(shí),小球所帶的電荷量越大,絲線(xiàn)偏離豎直方向的角度

.

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而

,隨著距離增大而

.

學(xué)習(xí)任務(wù)一越小越大

增大減小例1(多選)下列關(guān)于點(diǎn)電荷和元電荷的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 (

)A.只有很小的球形帶電體才可以看成點(diǎn)電荷B.電荷量為1.60×10-19C的帶電體叫作元電荷C.任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍D.帶電體間的距離比它們本身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),帶電體就可以視為點(diǎn)電荷學(xué)習(xí)任務(wù)一AB學(xué)習(xí)任務(wù)一[解析]帶電體間的距離比它們本身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布情況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),帶電體就可以視為點(diǎn)電荷,即使是很小的球形帶電體也不一定能看成點(diǎn)電荷,D正確,A錯(cuò)誤;元電荷不是帶電體,B錯(cuò)誤;任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,C正確.例2(多選)[2023·石家莊一中月考]如圖所示,O是一個(gè)帶電的物體,若把系在絲線(xiàn)上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3位置,可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小,這個(gè)力的大小可以通過(guò)絲線(xiàn)偏離豎直方向的角度θ顯示出來(lái)(小球與物體O在同一水平線(xiàn)上).若物體O的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示,物體與小球間的距離用d表示,物體和小球之間的作用力大小用F表示.則下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)的判斷正確的是 (

)A.可用控制變量法,探究F與Q、q、d的關(guān)系B.保持Q、q不變,減小d,則θ變大,說(shuō)明F與d成反比C.保持Q、d不變,減小q,則θ變小,說(shuō)明F與q有關(guān)D.保持q、d不變,減小Q,則θ變小,說(shuō)明F與Q成正比學(xué)習(xí)任務(wù)一AC學(xué)習(xí)任務(wù)一[解析]保持Q、q不變,減小d,則θ變大,說(shuō)明F與d有關(guān),但不能確定成反比關(guān)系,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;保持Q、d不變,減小q,則θ變小,說(shuō)明F與q有關(guān),選項(xiàng)C正確;保持q、d不變,減小Q,則θ變小,說(shuō)明F隨Q的減小而減小,但不能確定成正比關(guān)系,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由上述分析可知選項(xiàng)A正確.平衡小球細(xì)銀絲帶電小球C帶電小球A刻度盤(pán)與指針刻度[實(shí)驗(yàn)展示]庫(kù)侖扭秤學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二

庫(kù)侖定律的理解和應(yīng)用[科學(xué)探究](1)實(shí)驗(yàn)原理:如圖所示,A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度來(lái)比較力的大小.(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法.(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①改變A和C之間的距離r,記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可找出力F與

的關(guān)系.

②改變A和C的電荷量q1和q2,記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可找出力F與

之間的關(guān)系.

學(xué)習(xí)任務(wù)二距離r電荷量q1、q2

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①力F與距離r的二次方成反比,即

.

②力F與q1和q2的乘積成正比,即

.

綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論可得F=

.k叫作靜電力常量,k=

N·m2/C2.

學(xué)習(xí)任務(wù)二

F∝q1q2

9.0×109[教材鏈接]閱讀教材,完成下列填空庫(kù)侖定律的內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積

,與它們的距離的二次方

,作用力的方向在它們的連線(xiàn)上.

學(xué)習(xí)任務(wù)二成正比成反比例3[2023·杭二中月考]甲、乙兩個(gè)完全相同的金屬小球,甲球帶正電,q甲=5q0,乙球帶負(fù)電,q乙=-q0,兩小球相距為d,兩小球可視為質(zhì)點(diǎn),靜電力常量為μ.(1)求兩小球之間的靜電力大小F1;學(xué)習(xí)任務(wù)二

例3[2023·杭二中月考]甲、乙兩個(gè)完全相同的金屬小球,甲球帶正電,q甲=5q0,乙球帶負(fù)電,q乙=-q0,兩小球相距為d,兩小球可視為質(zhì)點(diǎn),靜電力常量為μ.(2)若將兩小球接觸后,使兩小球相距2d,求兩小球之間的靜電力大小F2.學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二D學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二2.庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的對(duì)比定律公式適用對(duì)象影響因素引力還是斥力比例系數(shù)相同點(diǎn)庫(kù)侖定律點(diǎn)電荷電荷量、距離庫(kù)侖力既有引力,也有斥力靜電力常量都與距離二次方成反比萬(wàn)有引力定律質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量、距離萬(wàn)有引力是引力引力常量庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的形式相似,體現(xiàn)了大自然的和諧美.[教材鏈接]靜電力具有

的一切性質(zhì),靜電力疊加的本質(zhì)是矢量疊加,滿(mǎn)足

.

[科學(xué)思維]靜電力作用下帶電體平衡問(wèn)題的分析思路(1)確定研究對(duì)象.(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,只是此時(shí)受力多了靜電力.(3)根據(jù)矢量合成法則,采用力的合成與分解法或者正交分解法對(duì)各力進(jìn)行合成和分解,根據(jù)平衡條件列方程求解出靜電力.學(xué)習(xí)任務(wù)三

靜電力的疊加學(xué)習(xí)任務(wù)三力平行四邊形定則例4如圖所示,分別在A、B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C,在A、B連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上有一點(diǎn)C,且AB=AC=BC=6×10-2m.若有一電子靜止放在C點(diǎn)處,則它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何?學(xué)習(xí)任務(wù)三學(xué)習(xí)任務(wù)三

學(xué)習(xí)任務(wù)三D

C備用習(xí)題備用習(xí)題

A備用習(xí)題

A備用習(xí)題備用習(xí)題

B備用習(xí)題

AC備用習(xí)題備用習(xí)題

1.(對(duì)點(diǎn)電荷概念的理解)[2023·天津一中月考]下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是 (

)A.點(diǎn)電荷一定是電荷量很小的電荷B.點(diǎn)電荷是一種理想化模型,實(shí)際不存在C.只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷D.體積很大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷B隨堂鞏固[解析]當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們的作用力影響可以忽略時(shí),這樣的帶電體就可以看作點(diǎn)電荷,A、C、D錯(cuò)誤,B正確.

B隨堂鞏固

3.(電荷守恒定律與庫(kù)侖定律)三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑.球1的帶電荷量為q,球2的帶電荷量為nq,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F,方向不變.由此可知 (

)A.n=3 B.n=4C.n=5 D.n=6D隨堂鞏固

4.(靜電力的疊加)如圖所示,有三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C位于一個(gè)等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,已知A、B都帶正電荷,A所受B、C兩個(gè)電荷的靜電力的合力如圖中FA所示,則可以判定點(diǎn)電荷C的電性 (

)A.一定是正B.一定是負(fù)C.可能是正,也可能是負(fù)D.無(wú)法判斷隨堂鞏固[解析]對(duì)A電荷受力分析,B對(duì)A的庫(kù)侖力是斥力,沿B、A的連線(xiàn)向上,若C是正電荷,則C對(duì)A的庫(kù)侖力沿C、A連線(xiàn)向上,這兩個(gè)庫(kù)侖力的合力不可能沿圖示方向,不符合題意,只有C帶負(fù)電,C對(duì)A的庫(kù)侖力沿A、C連線(xiàn)向下,與B對(duì)A的庫(kù)侖力的合力才可能沿圖示方向,故C一定帶負(fù)電,B正確.B課堂小結(jié)內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線(xiàn)上.公式：適用條件：(1)真空;(2)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷：是一種理想模型.當(dāng)帶電體的線(xiàn)度比起相互作用的距離小很多時(shí),帶電體可視為點(diǎn)電荷.靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2庫(kù)侖定律1.[2023·天津一中月考]物理學(xué)引入“點(diǎn)電荷”概念,從科學(xué)方法上來(lái)說(shuō)屬于(

)

DA.觀(guān)察實(shí)驗(yàn)的方法

B.控制變量的方法C.等效替代的方法

D.建立物理模型的方法[解析]

“點(diǎn)電荷”是為了研究物理問(wèn)題方便而引入的物理模型,是由實(shí)際物體抽象所得,D正確.1234567891011121314152.下列對(duì)于點(diǎn)電荷的理解正確的是(

)

DA.體積很大的帶電體都不能看作點(diǎn)電荷B.只要是體積很小的帶電體就能看作點(diǎn)電荷C.只要是均勻的球形帶電體,不管球的大小如何,都能看作點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小、形狀對(duì)它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體都能看作點(diǎn)電荷[解析]

帶電體能否看作點(diǎn)電荷由研究問(wèn)題的性質(zhì)決定,與自身大小、形狀無(wú)具體關(guān)系,當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小、形狀對(duì)它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體都可看作點(diǎn)電荷,D正確.123456789101112131415

D

123456789101112131415

1234567891011121314154.(多選)[2023·河北唐山期末]

對(duì)庫(kù)侖定律的理解，以下說(shuō)法中正確的是(

)

CD

123456789101112131415

123456789101112131415

D

123456789101112131415

123456789101112131415

A

123456789101112131415

123456789101112131415

123456789101112131415關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是(

)

A.通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象可知，小球帶正電B.該實(shí)驗(yàn)可以研究電荷間相互作用力大小與它們之間距離是否有關(guān)C.該實(shí)驗(yàn)中細(xì)絲線(xiàn)與豎直方向的夾角越大，表示電荷之間的相互作用力越小D.通過(guò)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電荷之間的相互作用力與電荷之間的距離的平方成反比123456789101112131415AB

故B正確；根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，細(xì)絲線(xiàn)與豎直方向的夾角越大說(shuō)明導(dǎo)體球與帶電小球之間的作用力越大，細(xì)絲線(xiàn)與豎直方向的夾角越小說(shuō)明導(dǎo)體球與帶電小球之間的作用力越小，故C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)只能定性分