1、第一章 第2讲 库仑定律 目标定位 1.明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件.2.理解库仑定律的内容及公式，会用库仑定律进行有关的计算.3.了解库仑扭秤实验.1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究 3 对点练习 巩固应用反馈 4 第2讲 库仑定律 预习导学 梳理识记点拨 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，与它们的距离的成反比，作用力的方向在.2.公式：F，其中kNm2/C2，叫做静电力常量.一、库仑定律 正比二次方它们的连线上kq1q2r29.01095 第2讲 库仑定律 3.适用条件：(1)；(2).4.点电荷：当带电体间
2、的距离比它们自身的大小，以致带电体的、及对它们之间的作用力的影响可以忽略，这样的带电体就可以看做.在真空中点电荷大得多形状大小电荷分布状况点电荷6 第2讲 库仑定律 想一想答案 不是，当电荷q1、q2间的距离r0时，已不能将q1、q2视为点电荷了，库仑定律不再适用.当电荷 q1、q2 间的距离 r0 时，由公式 Fkq1q2r2 可知，两电荷间的相互作用力 F吗？7 第2讲 库仑定律 二、库仑的实验 1.库仑扭秤实验是通过悬丝比较静电力F的大小.实验结果发现静电力F与距离r的成反比.2.库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个的金属小球后电荷量的方法，发现F与q1和q2的成正比.二次方
3、扭转的角度 完全相同 接触 平分 乘积 8 第2讲 库仑定律 想一想 库仑扭秤的巧妙体现在何处？答案 电荷量均分；利用悬丝扭转把力放大.9 第2讲 库仑定律 三、静电力叠加原理 1.两个点电荷间的作用力(选填“会”或“不会”)因为第三个点电荷的存在而有所改变.2.两个或者两个以上点电荷对某一个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.想一想 电场力的叠加遵循什么规律？答案 平行四边形定则(或三角形定则).不会 矢量和 10 第2讲 库仑定律 课堂讲义 理解深化探究 一、对点电荷的理解 1.点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际并不存在.2.一
4、个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定.3.点电荷的电荷量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍.11 第2讲 库仑定律 例1 关于点电荷，下列说法中正确的是()A.点电荷就是体积小的带电体 B.球形带电体一定可以视为点电荷 C.带电少的带电体一定可以视为点电荷 D.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 12 第2讲 库仑定律 解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不能理解为电荷量很少的带电体.同一带电体，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究它与离它很远的电荷间的作用力时，就可以看做点电荷.带电体能否看成点电
5、荷，要依具体情况而定，A、B、C均错.答案 D13 第2讲 库仑定律 二、对库仑定律的理解和应用1.静电力的确定(1)大小计算：利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1和q2的绝对值即可.(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断.2.两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，即不论电荷量大小如何，两点电荷间的库仑力大小总是相等的.14 第2讲 库仑定律 注意(1)库仑定律只适用于点电荷的带电体之间的相互作用.(2)两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷；相距较近时不能看作点电荷，此时球体间的作用力会随着电荷的分布而变化.15 第2讲 库仑定
6、律 例2 有三个完全一样的金属球A、B、C，A球带的电荷量为7Q，B球带的电荷量为Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用力变为原来的多少倍？解析 设A、B两球间的距离为r，由库仑定律知，开始时A、B两球之间的作用力为 Fk7QQr2.16 第2讲 库仑定律 当 A、C 两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电荷量为72Q.当 B、C 两球接触时，两球均带电荷量为12(72QQ)54Q.故现在 A、B 两球间的作用力 Fk72Q54Qr258F.所以FF 58.答案 5817 第2讲 库仑定律 例3 如图1所示，两个半径均为r的
7、金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个()图1A.等于 kQ29r2B.大于 kQ29r2C.小于 kQ29r2D.等于 kQ2r218 第2讲 库仑定律 解析 由于两金属球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在金属球上的分布向两球靠近的一面集中，电荷间的距离就要比3r小.根据库仑定律，静电力一定大于，正确选项为B.kQ29r2答案 B19 第2讲 库仑定律 三、静电力的叠加库仑力也称为静电力，它具有力的共性.它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的.它具有力的一切性质，它是矢量，合成与分解时遵循平行四边形定则.20 第2讲
8、库仑定律 例4 如图2所示，在A、B两点分别放置点电荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m.如果有一个电子在C点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？图221 第2讲 库仑定律 解析 电子在 C 点同时受 A、B 点电荷对其的作用力 FA、FB，如图所示，由库仑定律 Fkq1q2r2 得FAFBkQ1er2 9.0109210141.6101961022N8.01021 N.22 第2讲 库仑定律 答案 8.01021 N 方向平行于AB向左 由平行四边形定则和几何知识得：静止在C点的电子受到的库仑力FFAFB8.01021 N,方向平
9、行于AB向左.23 第2讲 库仑定律 借题发挥 当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律.某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力.这就是库仑力的叠加原理.24 第2讲 库仑定律 四、静电力作用下的平衡问题1.静电力可以与其他的力平衡，可以使物体发生形变，也可以产生加速度.分析问题的思路与方法完全是力学问题的思路与方法.2.分析静电力平衡的基本方法：(1)明确研究对象；(2)画出研究对象的受力分析图；(3)根据平衡条件列方程；(4)代入数据计算或讨论.25 第2讲 库仑定律 例5如图3所示，把质量为3 g的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为
10、Q4.0106 C的带电小球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距r20 cm时，绳与竖直方向成30角，A、B两球均静止.求B球的带电荷量q.(取g10 m/s2)图326 第2讲 库仑定律 根据库仑定律，有：FkQqr2解得：q 39 107 C解析 对B球受力分析，如图.答案 39 107 C根据共点力平衡条件，结合几何关系得到：FTsin 30F FTcos 30mg 解得：Fmgtan 30即 B 球带的电荷量是 q 39 107 C，由于 A、B 间为排斥作用，故 B 球带负电.27 第2讲 库仑定律 对点练习 巩固应用反馈 对点电荷的理解1.下列说法中正确的是()A.点电荷是一种理
11、想模型，真正的点电荷是不存在的 B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体 C.根据F可知，当r0时，F D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 kq1q2r228 第2讲 库仑定律 解析 点电荷是一种理想模型，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计.因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，所以选项A、D正确.答案 AD 29 第2讲 库仑定律 库仑定律的理解和应用 2.两个相同的金属小球(可看作点电荷)，带有同种电荷，
12、且电荷量之比为17，在真空中相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们之间的库仑力是原来的()A.7B.37 C.97D.16730 第2讲 库仑定律 解析 若两球原来所带电荷量分别为 Q 和 7Q，先接触再分开后电荷量均为 4Q，根据库仑定律的公式 F kq1q2r2，它们之间的库仑力是原来的167，故 D 正确.答案 D 31 第2讲 库仑定律 静电力的叠加 3.如图4，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知放在P、Q连线上某点R处的点电荷q受力为零，且PR2RQ.则()A.q12q2B.q14q2 C.q12q2D.q14q2 图432 第2讲 库仑定律 答案 B 解析 由于 R 处的点电荷 q 受力平衡，根据库仑定律得kq1qPR2 kq2qRQ2，PR2RQ解得：q14q2.33 第2讲 库仑定律 库仑力与力的平衡综合应用 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5所示.现两小球均处于静止状态，求两球之间的距离L.图534 第2讲 库仑定律 解析 对其中一个小球受力分析，受竖直向下的重力、垂直于棒的弹力、水平方向的库仑力，三者的合力为零.库仑力 FkQ2L2，有平衡关系 Fmgtan 45，解之得 LkQ2mg.答案 kQ2mg