2018年高中物理 第一章 靜電場 1.2 庫侖定律的適用條件學案 新人教版選修3-1.doc
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庫侖定律的適用條件 一、考點突破： 知識點 考綱要求 題型 說明 庫侖定律的適用條件 1. 掌握庫侖定律的內容及表達式； 2. 理解庫侖定律的適用條件； 3. 會根據(jù)庫侖定律計算點電荷之間的庫侖力。 選擇題 計算題 庫侖定律是高中階段重要的平方反比定律，是靜電力計算的基本公式，通常在力的平衡知識中進行考查，屬于高頻考點，命題形式為選擇題或計算題。 二、重難點提示： 重點：1. 庫侖定律的內容及表達式； 2. 點電荷之間的庫侖力。 難點：庫侖定律的適用條件。 一、點電荷 概念：當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、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。 二、庫侖定律 1. 內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 2. 表達式：F＝k，式中k＝9.0109 Nm2/C2，叫作靜電力常量。 3. 適用條件：真空中的點電荷。 （1）在空氣中，兩個點電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應用公式。 （2）當兩個帶電體的間距遠大于其本身的大小時，可以把帶電體看成點電荷。 三、對庫侖定律的理解和應用 1. 電荷的分配規(guī)律 （1）兩個相同的導體球，一個帶電，一個不帶電，接觸后電荷量平分。 （2）兩個相同導體球帶同種電荷，先接觸再分離，則其電荷量平分。 （3）兩個相同導體球帶異種電荷，先接觸再分離，則其電荷量先中和再平分。 2. 對庫侖定律的深入理解 （1）F＝k，r指兩點電荷間的距離。對可視為點電荷的兩個均勻帶電球，r為兩球心間距。 （2）當兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能視為點電荷，它們之間的靜電力不能認為趨于無限大。 （3）用公式計算式庫侖力時電荷量均代絕對值，方向根據(jù)同斥異吸判斷。 例題1 使兩個完全相同的金屬小球（均可視為點電荷）分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F1.現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點，它們之間庫侖力的大小為F2.則F1與F2之比為（ ?。? A. 2∶1 B. 4∶1 C. 16∶1 D. 60∶1 思路分析：兩個完全相同的金屬小球相互接觸并分開后，帶電荷量均變?yōu)椋玅，距離變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根?jù)庫侖定律可知選項D正確。 答案：D 例題2 如圖所示，一個均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為＋Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上。圓心為O點，過O點作一豎直線，在此線上取一點A，使A到O點的距離為R，在A點放一檢驗電荷＋q，則＋q在A點所受的庫侖力為（ ?。? A. ，方向向上 B. ，方向向上 C. ，方向水平向左 D. 不能確定 思路分析：先把帶電圓環(huán)分成若干個小部分，每一小部分可視為一個點電荷，各點電荷對檢驗電荷的庫侖力在水平方向上相互抵消，豎直方向上的電場力大小為＝，方向向上，故選B. 答案：B 例題3 兩根絕緣細線分別系住a、b兩個帶電小球，并懸掛在O點，當兩個小球靜止時，它們處在同一水平面上，兩細線與豎直方向間的夾角分別為α、β，α<β，如圖所示?，F(xiàn)將兩細線同時剪斷，則（ ?。? A. 兩球都做勻變速運動 B. 兩球下落時間相同 C. 落地時兩球水平位移相同 D. a球落地時的速度小于b球落地時的速度 思路分析：當兩小球靜止時，設兩球之間的庫侖力大小為F，則有F＝magtan α＝mbgtan β，因為α<β，所以有ma>mb.將兩細線同時剪斷后，兩球在豎直方向都做自由落體運動，下落時間相同，B正確。水平方向，庫侖力逐漸變小，兩球在庫侖力作用下做變加速直線運動，A錯誤。由a＝可知，加速度aa
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