資源簡介

高中物理選修3-1
2.1 庫侖定律
新知導(dǎo)入
思考與討論
同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引
既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？
新知講解
探究：電荷間的作用力
力F與兩電荷的電荷量q、距離r定量關(guān)系如何？
新知講解
一、庫侖定律
（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
點電荷：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、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷。（點電荷是沒有大小的帶電體，是一種理想模型）
庫侖定律說明的適用范圍: 真空；點電荷
新知講解
概念辨析
新知講解
（2）公式：
（3）使用條件：真空中 靜止的點電荷
（4）獨立性原理：兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。
新知講解
二、庫侖力的疊加原理
實驗發(fā)現(xiàn)：兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而改變.兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個電荷作用力的矢量和.
新知講解
專題：三個點電荷平衡問題
q1
q3
新知講解
（1）電荷q1、q3帶同種電荷， 兩電荷之間的距離為r，先引入電荷q2，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。試確定電荷q2的位置、電性和它的電荷量 。
結(jié)論：這表明點電荷q2處于靜止?fàn)顟B(tài)與其電性、電荷量的多少無關(guān)，只與其放置的位置有關(guān)，且應(yīng)放置在靠近帶電量小的點電荷的內(nèi)側(cè)，
由q2平衡條件可知，它應(yīng)放在q1、q3之間的連線上
同內(nèi)，近小
例：兩個固定的點電荷間引入第三個點電荷,使第三個點電荷處于靜止?fàn)顟B(tài)。
新知講解
（2）電荷q1、q3帶異種電荷， 兩電荷之間的距離為r，先引入電荷q2，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。試確定電荷q2的位置、電性和它的電荷量 。
結(jié)論：這表明點電荷q2處于靜止?fàn)顟B(tài)與其電性、電荷量的多少無關(guān)，只與其放置的位置有關(guān)，且應(yīng)放置在帶電量小的點電荷的外側(cè)。
由q2平衡條件可知，它應(yīng)放在q1、q3連線的延長線上
異外，近小
新知講解
兩個固定的點電荷間引入第三個點電荷，使第三個點電荷處于靜止?fàn)顟B(tài)。
結(jié)論
同內(nèi)，異外，近小
對第三個點電荷的電性沒要求
“同內(nèi)”就是第三個點電荷應(yīng)放在兩個同種電荷的連線間；“異外”是指第三個點電荷應(yīng)放在兩個異種電荷連線的延長線上；“近小”是指第三個點電荷應(yīng)靠近電荷量小的點電荷。
課堂練習(xí)
　　　　　　　　　　　　　　　　

A．F＝ B．F＞ C．F＜ D．無法確定
兩個半徑為R的帶電球所帶電荷量分別為q1和q2，當(dāng)兩球心相距3R時，相互作用的靜電力大小為(　　)
解析：
考點：庫侖定律適用條件
D
拓展提高
如圖所示，在絕緣的光滑水平面上，相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球，從靜止同時釋放，則兩個小球的加速度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
C
考點：庫侖定律與牛頓定律相結(jié)合
課堂總結(jié)
1、庫侖定律：空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1,Q2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比，作用力的方向沿著它們的連線。



方向:在兩點電荷的連線上,同種相斥,異種相吸.

2、靜電力疊加原理：對于兩以上的點電荷,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矢量和.

作業(yè)布置
請同學(xué)們課下完成教師布置的作業(yè)，課后習(xí)題及練習(xí)冊中相應(yīng)部分
謝謝
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1.2 庫侖定律
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．理解點電荷
2．理解庫侖定律、會用庫倫定律解題
二、教學(xué)難點
點電荷，探究影響電荷間相互作用力的因素
【導(dǎo)學(xué)過程】
知識點一：影響電荷間相互作用力的因素
演示實驗
1．O是一個帶正電的物體，把系在絲線上的帶正電的小球先后掛在圖中P1、P2、P3等位置，比較小球在不同位置所受帶電體的作用力的大小

2．使小球處于同一位置，增大或減小小球所帶的電荷量，小球所受作用力的大小如何變化？

3．以上說明，哪些因素影響電荷間的相互作用力？這些因素對作用力的大小有什么影響？

知識點二：庫侖定律
1．文字表述：

2．公式表達(dá)：

3．庫侖定律的條件：

4．點電荷：
（1）當(dāng)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、大小及電荷分布狀況對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時，帶電體可以看做 。
（2）點電荷是物理學(xué)中為了研究問題方便而提出的一種 模型，它只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學(xué)中的質(zhì)點，實際上并不存在。
（3）正確區(qū)分點電荷與元電荷：
①元電荷是一個電子或一個質(zhì)子所帶電荷量的數(shù)值，是電荷量的最小單位，沒有正、負(fù)之分。
②點電荷只是不考慮大小和形狀的帶電體，其帶電荷量可以很大，也可以很小，但它一定是元電荷的整數(shù)倍。
5．庫侖定律兩帶電小球之間距離的要求

6．庫侖力的方向



知識點三：庫侖扭秤實驗
（1）實驗裝置：庫侖做實驗用的裝置叫做庫侖扭秤。如圖所示，細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡。當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。

（2）實驗步驟：
①改變A和C之間的距離，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與距離r的關(guān)系。
②改變A和C的帶電荷量，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關(guān)系。
（3）實驗結(jié)論：
①力F與距離r的二次方成反比，即F∝1/r2；
②力F與電荷量q1和q2的乘積成正比，即F∝q1q2；
③庫侖定律的表達(dá)式 。
④式中的k叫做 ，且k= ，由實驗測出。運算時注意單位統(tǒng)一
⑤k的物理意義是：
⑥庫侖力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力，在微觀帶電粒子相互作用中靜電力遠(yuǎn)大于萬有引力。
⑦如果一個點電荷同時受到兩個或更多的點電荷的作用力，可以根據(jù)力的合成法則求合力。


三、目標(biāo)檢測
1．（多選）關(guān)于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是：（ ）
A、當(dāng)真空中的兩個點電荷間的距離r→∞時，它們之間的靜電力F→0
B、當(dāng)真空中的兩個電荷間的距離r→0時，它們之間的靜電力F→∞
C、當(dāng)兩個點電荷之間的距離r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了
D、當(dāng)兩個電荷之間的距離r→0時，電荷不能看成是點電荷，庫侖定律的公式就不適用了
2.（單選）真空中兩個同種點電荷Q1和Q2，它們相距較近，使它們保持靜止?fàn)顟B(tài).今釋放Q2，且Q2只在Q1的庫侖力作用下運動，則在Q2運動過程中速度和加速度的變化情況是（ ）
A.速度不斷變大，加速度不斷變大 B.速度不斷變大，加速度不斷變小
C.速度不斷變小，加速度不斷變大 D.速度不斷變小，加速度不斷變小
3.（多選）真空中兩個相距為r的相同金屬小球（可視為點電荷），帶電荷量之比為1:7，兩球相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的（ ）
A.4/7 B.3/7 C.9/7 D.16/7
4．（單選）如圖所示,真空中有兩個點電荷和,它們的質(zhì)量分別為和,現(xiàn)在用兩根絕緣細(xì)絲線分別把它們掛在天花板上,在庫侖力作用下兩根絲線與豎直方向夾角分別為和且,兩點電荷處于同一水平線上,用和分別表示兩根絲線的拉力.則有 （　　）

A． B． C． D．
5．（單選）如圖所示,三個完全相同的絕緣金屬小球、、位于等邊三角形的三個頂點上,其中邊平行于軸,球在坐標(biāo)系原點上,球、帶正電,球b帶負(fù)電,球a所帶電荷量比球b所帶電荷量少.關(guān)于球受到球球的靜電力的合力方向,下列說法中正確的是 （　　）

A．從原點指向第I象限 B．從原點指向第Ⅱ象限
C．從原點指向第Ⅲ象限 D．從原點指向第Ⅳ象限
6．（單選）如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上，a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶的電荷量的大小比b小，已知c受到a和b的靜電力的合力可以用圖中四條有向線段中的一條表示，它應(yīng)是：（ ）

A.F1 B. F2 C、F3 D、F4
7．（單選）兩個半徑都為r、體積不能忽略的金屬球，球心相距4r, 它們帶有等量同種電荷Q時，相互間的庫侖力為F1；若距離不變，它們帶有等量異種電荷Q時，相互間的庫侖力為F2，則關(guān)于兩力大小關(guān)系正確的是（ ）
A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．無法確定
8. （多選）兩點電荷A、B帶電荷量qA＞qB，在真空中相距為L0，現(xiàn)將檢驗電荷q置于某一位置時所受庫侖力恰好為零，則此位置（ ）
A．當(dāng)A、B為同種電荷時，在A、B連線之間靠近B一側(cè)
B．當(dāng)A、B為同種電荷時，在A、B連線之間靠近A一側(cè)
C．當(dāng)A、B為異種電荷時，在BA連線的延長線上靠近A一側(cè)
D．當(dāng)A、B為異種電荷時，在AB連線的延長線上靠近B一側(cè)



參考答案：
目標(biāo)檢測
1.AD 2.B
3.CD 解析：兩個完全相同的金屬球A和B帶電量之比為1∶7，設(shè)A帶電量為q，則B帶電量為7q，根據(jù)庫侖定律。兩小球之間的靜電力大小原來可表示為7k 。若兩電荷原來帶異種電荷，兩者接觸一下放回原來的位置，金屬球A和B帶電量分別為3q、3q，根據(jù)庫侖定律。兩小球之間的靜電力大小可表示為9k 。兩小球之間的靜電力大小與原來之比是9∶7。選項C正確。若兩電荷原來帶同種電荷，兩者接觸一下放回原來的位置，金屬球A和B帶電量分別為4q、4q，根據(jù)庫侖定律。兩小球之間的靜電力大小可表示為16k 。兩小球之間的靜電力大小與原來之比是16∶7。選項D正確。
4.D 5.D 6.B 7.B 8.AD







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