高中物理(鲁科版选修1-1)教师用书：第1章 第2节 电荷间的相互作用 含解析
【测控设计】高二物理鲁科版选修1-1课件第1章 静电与静电场 本章整合
两种电荷、电荷守恒、元电荷 e = 1.6 × 10-19 ������ 库仑定律 表达式:������ = ������
������1 ������2 ������2
适用条件:真空、点电荷
基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用 定义:E = (适用于任何电场) 点电荷电场强度公式:E = k 电场强度 电场力的性质 方向:正电荷受力的方向 单位:������/������ 叠加:遵循平行四边形定则 意义:表示电场的强弱和方向 始于正电荷(或无穷远处),止于无穷远处(或负电荷) 电场线 特点 不闭合、不相交 疏密反映电场强度的大小,某点切线方向表示该点电场强度方向 常见电场线:孤立正、负点电荷,等量同号电荷,等量异号电荷,匀强电场 静电的利用和防止 应用:静电复印、静电喷漆、静电除尘等 防止:避雷针、静电屏蔽等,原理是把静电荷导走或隔离
F电 F引
=
可见,对于一般的带电体,静电力远比万有引力大得多,万有引力可忽略 不计. 答案:5.4× 1010
r m1 m2 G 2 r
q q k 12 2
=
kq2 Gm2
=
9×109 × (2.0×10-5 )2 6.67×10-11 ×1
≈5.4× 1010
专题一
专题二
专题三
专题四
题后反思一般带电体受的重力是它和巨大的地球之间的
与两个点电荷电荷量间的关系,注意对电荷的转移要全面分析,两个完全相 同的带电体,相互接触后电荷量平均分配,如果原来两球带异种电荷,则先中 和后再把剩余的电荷量平分.
专题一
专题二
专题三
专题四
专题三、电场强度公式 E=q的应用
电场强度的定义式 E= ,从定义方式上采用了比值法,这是物理学中常 用的定义物理量的方法.采用这种方法定义的物理量都跟式中的量无关,这 里可以理解为给了人们一种测量的方法.
鲁科版高中物理选修1-1：第1章 静电与静电场 复习课件
两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )
A．等于
Q2 k9r2
B．大于
Q2 k9r2
C．小于
Q2 k9r2
D．等于
Q2 k r2
【审题指导】 库仑定律只适用于点电荷。审题可得出 两球距离太小，不能当作点电荷来处理，本题只能根据相互 作用特点定性讨论。
【解析】 两球间距和球本身大小差不多，不符合简化 成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算仅适用于点电荷， 所以不能用该公式计算。我们可以根据电荷间的相互作用规 律作一个定性分析。由于两带电体带等量异种电荷，电荷间 相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的 一面集中，电荷间的距离就要比 3r 小。
【答案】 C
例 3 把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距 离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电 情况可能是( )
A．两球原来带有等量异种电荷 B．两球原来带有等量同种电荷 C．两球原来带有不等量异种电荷 D．两球中原来只有一个带电
【审题指导】 接触起电的过程是使电荷从一个物体转 移到另一个物体的过程。
【解析】 场强是矢量，不仅有大小，而且有方向．以 点电荷 Q 为圆心，半径为 r 的球面上，场强的大小 E＝kQ/r2， 但方向不同，故选项 A 错误。在正电荷和负电荷周围确定场 强的方法相同，用检验电荷 q 放到被考察点，q 所受的电场 力为 F，那么 E＝F/q 由此可见，何处场强大，何处场强小， 与电荷的正负并没有什么关系，故选项 B 也错误。电场强度 E 是电场的性质，检验电荷是用来体现这一性质的“工具”， 就像用温度计测量水的温度一样，温度计插入水中，水的温 度就由温度计显示出来，取走温度计，水的温度仍然如此， 不会消失，故 C 正确。
2018-2019学年高中物理(鲁科版选修1-1)课件：第1章 第2节 电荷间的相互作用
【提示】 不存在．
1．点电荷 点电荷是没有大小和形状，且具有电荷量的理想化模型．实际并不存在， 它只是为了研究问题方便而人为抽象出来的． 2．带电体视为点电荷的条件 带电体间的距离比它们自身尺度的大小大得多，以至带电体的形状和大小 对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以视为点电荷．忽略形 状、大小等次要因素，只保留对问题起关键作用的电荷量，这样的处理会使问 题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法． 一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小 和形状确定．
荷，并不是由带电体的大小及带电量大小决定，而是看其形状和大小对所研究 的问题的结果的影响是否可以忽略，故 B 正确． 【答案】 B
3．关于点电荷，下列表述正确的是( A．任何带电体都能看作点电荷 B．点电荷是实际带电体的理想化模型
)
【导学号：18152010】
C．只有带电量很小的带电体才能看作点电荷 D．只有质量很小的带电体才能看作点电荷 【解析】 带电体能否被看做点电荷，决定于带电体的大小、形状、电荷
两个带电体间也可用库仑定律． q1q2 k r2 ，k 称为______________ 静电力常量 ． 3．公式：F 电＝_______
9 2 2 9.0 × 10 N· m /C 4．静电力常量：k＝_________________.
[再判断] 1． 两个带电小球即使相距非常近， 也能用库仑定律计算库仑力的大小． (× ) 2．库仑定律可适用于任何两带电体之间的相互作用．( × ) 3．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑 力大小一定相等．( √ )
同性电荷相斥 ， 同种性质 的电荷．由于______________ 金属箔上 ，使金属箔也带__________ 然后传到__________ 相互推开 ，张开一定的角度．金属箔张开角度的_____ 大小 ，反映了 使两片金属箔_________ 多少 带电体所带电荷的______.
2019-2020学年鲁科版物理选修1-1同步配套学案：第1章 第2节 电荷间的相互作用 Word版含答案
第2节 电荷间的相互作用1.知道点电荷的概念及点电荷是一种理想化的模型．(重点)2.知道验电器的构造和工作原理．3．了解电荷间的相互作用规律．知道库仑定律，能利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的相互作用力．(重点＋难点)4．了解类比方法和库仑的扭秤实验．一、电荷量与点电荷1．电荷量：电荷量指物体所带电荷的多少．单位是库仑，简称库，符号C. 2．点电荷：当两个带电体之间的距离比它们自身的尺度大得多时，带电体的形状、大小和电荷量分布对相互作用力的影响就小到可以忽略不计，在这种情况下，我们就可以把带电体简化为一个点，并称之为点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，实际上并不存在．点电荷所带电量一定很小吗？提示：不一定，能否被看成点电荷与所带电量无关．二、电荷量的检验1．验电器：是一种最简单的检验物体是否带电，并能粗略判断所带电荷量多少的仪器．2．验电器的构造：一根一端装有光滑金属球的金属杆，通过橡胶塞插入玻璃瓶内，在杆的下端连上两片金属箔．如图所示．3．验电器的工作原理：当带电体接触金属球时，带电体上的电荷就转移到金属球上，然后传到金属箔上，使金属箔也带同种性质的电荷．由于同种电荷相斥，使两片金属箔相互推开，张开一定的角度．金属箔张开角度的大小，反映了带电体所带电荷的多少．三、库仑定律1．内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．公式：F 电＝k q 1q 2r2． 3．适用条件：库仑定律适用于真空中的两点电荷，对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律．4．静电力常量k ：它是由单位制决定的，在国际单位制中，k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2，它的单位为导出单位．k 的物理意义是当两个电荷量为1 C 的点电荷在真空中相距1 m 时，相互作用力是9×109__N ．点电荷的认识1．点电荷是无尺寸、无形状但有电荷量的一个理想化模型．在实际测量中，只有当带电体间的距离比它们自身的尺寸大得多，以至于带电体的形状和尺寸对相互作用的影响可以忽略不计时，带电体才可以视为点电荷(类似于力学中的质点)．2．一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关．带电体很小，不一定可视为点电荷；带电体很大，也不一定不能视为点电荷．例如研究相距很远的两个带电球之间的相互作用力时，不管球有多大，只要它们之间的距离比球的直径大得多就可以把带电球视为点电荷．再如研究质子中的夸克问题，质子虽然很小很小，但也不能当做点电荷来处理．关于点电荷的说法，正确的是( )A ．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看作点电荷C ．点电荷一定是电量很小的电荷D ．体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷[思路点拨] 点电荷是个理想化的模型，可类比质点来理解．[解析] 点电荷是无尺寸，无形状但有电量的一个理想化模型．一个带电体能否视为点电荷完全取决于自身形状大小与带电体之间距离的比较，当带电体的形状和大小与带电体之间的距离相比很小，以至于其对相互作用的影响可以忽略时，带电体才可以视为点电荷，这与带电体的所带电荷量无关．分析四个选项，可知只有D 项正确．[答案] D1.关于点电荷，下列说法中不正确的是( )A ．点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一个理想化模型B ．点电荷自身不一定很小，所带电荷不一定很少C ．体积小于1 mm 3的带电体就是点电荷D ．是否可看成点电荷与带电体的体积无关解析：选C.点电荷是实际的带电体在一定条件下抽象出的一个理想化模型，这个条件是带电体的大小和形状在所研究的问题中对相互作用力的影响可以忽略不计．应用库仑定律应注意的问题1．注意库仑定律的适用条件：库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作用．从数学观点看，F ＝k q 1q 2r 2中的 r →0时F →∞.但实际上，在r →0时，带电体已不能看成点电荷，当然也就不能应用库仑定律来讨论或计算两电荷间的相互作用力了．2．注意应用库仑定律计算两点电荷间的作用力时，电荷符号不必代入，只计算其量值．电荷的电性只影响库仑力的方向，而相互作用力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断．3．库仑力具有力的共性，如两点电荷间的相互作用力也遵守牛顿第三定律．某个点电荷受几个点电荷作用时，用矢量合成法则求出合力．4．注意代入数据时，要统一单位，各量必须都采用国际单位制．库仑力是一种性质力，类似于力学中的万有引力．在应用时与其它性质力一样，受力分析时不要漏掉，其大小与距离和电荷量的乘积有关．真空中有两个静止的点电荷，相距18 cm ，其中Q 1带正电，电荷量为1.8×10－12 C ，它们之间的引力F ＝1.0×10－12 N ，求Q 2所带的电荷量及电性．[思路点拨] 看清公式F ＝k q 1q 2r2中各物理量的意义，将数据代入进行计算；根据相互作用力的特点判断电性．[解析] 由于是真空中的两个点电荷，符合运用库仑定律解题的条件．由库仑定律：F ＝k ·Q 1Q 2r 2，可得Q 2＝Fr 2kQ 1＝1.0×10－12×（0.18）29×109×1.8×10－12 C ＝2.0×10－12 C. 因为Q 1、Q 2间的作用力为引力，可见Q 2带负电．[答案] 2.0×10－12C 负电2.为使真空中两个点电荷间的相互作用力变为原来1/4，可采用的方法( )A ．两个点电荷所带电荷量都减少为原来的1/4B ．电荷之间的距离增大为原来的4倍C ．电荷之间的距离减小为原来的1/2D ．电荷间距和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍解析：选D.根据库仑定律公式：F ＝kq 1q 2/r 2，分别考察四个选项可知，D 选项正确．[随堂检测]1．关于库仑定律的理解，下列说法正确的是( )A ．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用公式B ．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用公式C ．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定大小相等、方向相反D ．两个点电荷之间的静电力，只有在真空中才大小相等、方向相反解析：选C.库仑定律静电力的表达式F ＝k Q 1Q 1r2的适用条件是真空中的点电荷，而不是任意的带电体，所以A 、B 错；两个点电荷之间的静电力为作用力与反作用力，所以C 对、D 错．2．一个带正电的验电器如图所示，当一个金属球A 接触验电器上的金属球B 时，验电器中金属箔片的张角减小后又张开，则( )A ．金属球A 一定不带电B ．金属球A 一定带正电C ．金属球A 一定带负电D ．无法判断解析：选C.验电器的金属箔片的张角减小后又张开，说明有带负电的电子与金属箔上的正电荷发生了中和后，又使金属箔带上了负电荷．3．人类已探明某星球带负电，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电的粉尘置于该星球表面h 处，恰处于悬浮状态．现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h 处无初速度释放，则此带电粉尘将( )A ．向星球地心方向下落B ．推向太空C ．仍在那里悬浮D ．沿星球自转的线速度方向飞出解析：选C.均匀带电的星球可等效为电荷集中在球心，粉尘原来能悬浮，说明它所受的库仑力与万有引力相平衡，即kQq r 2＝G Mm r 2，可以看出，r 增大，等式仍然成立，故选C. 4．真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r ，它们间的静电力为F .若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的13，距离变为2r ，则它们之间的静电力变为( ) A.38F B.F 6 C.83F D.23F 解析：选B.根据题目给出条件，真空中点电荷符合库仑定律的应用条件：F ＝k Q 甲Q 乙r 2. 当Q 甲′＝2Q 甲，Q 乙′＝13Q 乙，r ′＝2r 时， F ′＝k 2Q 甲·13Q 乙4r 2＝16k Q 甲Q 乙r 2＝16F . 5．假设两个电荷量为1 C 的点电荷相距r 时它们间的静电力等于F ；若两个质量都为m 的质点在相距r 时，它们的万有引力也等于F ，这时m 多大？解析：由题意可知静电力、万有引力均为F ，由库仑定律和万有引力定律可得：F ＝k q 1q 2r 2＝G m 1m 2r 2 已知q 1＝q 2＝q ＝1 Cm 1＝m 2＝mk q 2r 2＝G m 2r 2，m ＝k G ·q ＝ 9.0×1096.67×10－11×1 kg ≈1.16×1010 kg.答案：1.16×1010 kg[课时作业]一、选择题1．下列说法中正确的是( )A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C ．据F ＝k q 1q 2r2可知，当r →0时，F →∞ D ．静电力常量的数值是由实验得出的解析：选D.点电荷是一种理想化模型，能否看作点电荷不是依据其体积或电量．而是根据研究问题时，体积的影响程度，故A 、B 错误；公式F ＝k q 1q 2r2的条件是点电荷间的相互作用，若r →0时，不能看做点电荷，公式无意义，故C 错误；静电力常量是用扭秤实验测得，故D 正确．2．A 、B 两个点电荷之间的距离恒定，当其他电荷移到A 、B 附近时，A 、B 之间的库仑力将( )A ．可能变大 B.可能变小C ．一定不变 D.不能确定解析：选C.根据库仑定律，两个点电荷之间的库仑力只由两个点电荷的电荷量和它们之间的距离来确定．因此它们之间的库仑力不会受到外界的影响，选项C 正确．3．如图所示，两个半径均为r 的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，电荷量均为Q ，两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )A ．等于k Q 29r2 B.大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D.等于k Q 2r2 解析：选B.两球间距和球本身大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算仅适用于点电荷，所以不能用该公式计算．我们可以根据电荷间的相互作用规律做一个定性分析．由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小．由库仑定律可知，静电力一定大于k Q 29r 2，电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为r 的两点上，所以静电力也不等于k Q 2r 2.正确选项为B.4．在真空中有两个带电小球带电量分别是Q 1和Q 2，则( )A ．电量大的小球受到的库仑力大B ．电量小的小球受到的库仑力大C ．两小球受到库仑力大小相等D ．只有电量相等时库仑力才相等解析：选C.两个电荷之间的库仑力是相互作用力，根据牛顿第三定律，两小球受到的库仑力大小相等．5．假若地球是一个理想化的均匀带电球体，半径为r ，并且地球带负电荷Q .今想办法把你也带上负电q 放入地球的球心，你和地球间彼此绝缘，你和地球之间的库仑力为( )A ．无穷大 B.0C ．k Qq r 2 D.无法确定解析：选B.把地球细分成无数关于球心对称的小带电体，每两块关于球心对称的带电体对人的作用力大小相等、方向相反，效果抵消，所以人受的库仑力为零．6．在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，同时从静止释放，则两小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A ．速度变大，加速度变大B ．速度变小，加速度变小C ．速度变大，加速度变小D ．速度变小，加速度变大解析：选C.由F 电＝k q 1q 2r 2知，r 增大，F 电变小，由a ＝F 电m可知，加速度变小，但两小球带同种电荷，两球间为斥力，由静止释放后，它们的运动方向与各自所受斥力同向，应为加速运动，C 正确．7．两个半径均为R 的金属球，分别带电q 和－3q ，当球心相距r ＝3R 时，两球的相互作用力为F .若将两球接触后放回原来的位置，则两球之间的相互作用力大小为( )A ．FB.等于13F C ．大于13F D.小于13F 解析：选D.在电场力的作用下，金属球上的电荷分布不均匀，电荷中心不位于球心．在相互接触前，异种电荷相互吸引，电荷中心的距离r 1小于3R ；在相互接触后，同种电荷相互排斥，电荷中心的距离r 2大于3R ，如下图所示：根据库仑定律有：F 1＝k 3q 2r 21，F 2＝k q 2r 22， 则两静电力之比为F 2F 1＝r 213r 22<13. 8．如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2和q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零．由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为( )A ．－9∶4∶－36 B.9∶4∶36C ．－3∶2∶－6 D.3∶2∶6解析：选A.每个电荷必须同时受到另外两个电荷方向相反的力，才能受力平衡，所以q 1和q 3电性相同且与q 2相反．对于q 1，受到两个方向的库仑力．F 21＝k q 1q 2r 2， F 31＝kq 1q 39r2，F 21＝－F 31 同理F 12＝k q 2q 1r 2，F 32＝k q 2q 34r2，F 12＝F 32 联立解得，q 1∶q 2∶q 3＝－9∶4∶－36.二、非选择题9．在真空中有两个点电荷，其中一个点电荷的电荷量是另一个点电荷电荷量的4倍，它们相距5×10－2 m 时，相互斥力为1.6 N ；当它们相距0.1 m 时，相互斥力为多少，两电荷的电荷量分别为多少？答案：0.4 N 43×10－6 C 13×10－6 C 10．距地面为300 m 的高处，有一个带电荷量为q 1＝1 C 的物体，如图所示，问它能吸起质量为多少的在地面上的带电荷量为q 2＝－1 C 的物体？解析：以在地面上的物体为研究对象，可知要使地面上的物体被吸起，必须满足两物体之间的库仑力大于或等于地面上物体的重力，我们取两力相等即可．所以：k q 1q 2r 2＝mg 代入数据可得：m ＝104 kg.答案：104 kg。
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物质的电性
1.基本知识 (1)物质的结构 物体是由原子组成的，原子则是由带正电的 原子核 以 及环绕原子核运动的带负电的 电子 组成的。而原子核又是 由质子和中子组成的。 质子 带正电， 中子 不带电。在一 般情况下，物体内部的原子中电子的数目 等于 质子的数 目，整个物体不带电，呈电中性。
(2) 两 种 电 荷 ： 自 然 界 中 存 在 着 两 种 电 荷 ， 它 们 分 别 为 正 电荷和 负 电荷．用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷 叫 负 电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫 正 电荷。
3．感应起电 (1)方法：用带电的物体靠近没有带电的物体，也能使没 有带电的物体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来 没有带电的金属导体，金属内部的自由电子就会发生移动， 从而在导体表面出现“感应电荷”．如果将带电的物体靠近 绝缘体，绝缘体内部的电子虽然不会自由移动，但带电物体 的作用会使绝缘体内部电子的方向发生改变，出现“极化” 现象，使其带电．
(3)物体带电的三种方式： 摩擦 起电、 感应 起电、接 触起电。
2．思考判断 (1)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体 仍然带电。(×) (2)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上。( ×)
3．探究交流 现仅有一带正电的电荷 A 和一个完整不可拆的导体 B(A、B 都带有绝缘支架)，你能否使导体 B 带上正电或负电？ 试用学过的知识简要分析． 【提示】 起电的方式有摩擦起电、接触起电、感应起 电，若选择让 A、B 直接接触的方式，可使导体 B 带上正电； 若选择用 A 去靠近 B，用感应的方式让 B 带电，似乎还缺少 一个导体 C，其实人是一个很好的导体，在 A 靠近 B 时，用 手触摸 B，拿开手后再取走 A，B 则带上了负电.
鲁科版高中物理高中物理必修一《章末复习课》相互作用
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A [小球必定受到重力和细线的拉力．小球和光滑斜面接触，斜面对 小球没有弹力(假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力 在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将 向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力)，故小球只受 到重力和细线对它的拉力两个力，故选项 A 正确，选项 B、C、D 错误．]
B．若木块静止，当 F 增大时，木块受到的静摩擦力随之增大 C．若木块与墙壁间的动摩擦因数为 μ，当撤去 F 时，木块受到的滑 动摩擦力大小等于 μmg D．若撤去 F，木块沿墙壁下滑时，木块受三个力作用
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A [由二力平衡条件可知，若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小 等于 mg，方向竖直向上，F 增大时，木块受到的静摩擦力不变，A 选项 正确，B 选项错误；当撤去 F 时，木块与墙之间不再挤压，它们间没有弹 力，当然也就不存在摩擦力，C、D 选项错误．]
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6.如图所示，用两个相同的夹板夹住三个重为 G 的物体 A、B、C，三个物体均保持静止，请分析各个物体的受力情 况．
[解析] 要分析各物体的受力情况，关键是分析 A、B 间和 B、C 间 是否有摩擦力，所以可用先整体后隔离的方法．首先以三物体为一整体， 竖直方向上，受重力 3G，竖直向下，两板对它向上的摩擦力，分别为 f； 水平方向上，受两侧板对它的压力 N1、N2.根据平衡条件得，每一侧受的 摩擦力大小等于 1.5G.然后再用隔离法分析 A、B、C 的受力情况，先隔离 A，A 物体受重力 G，方向竖直向下，板对它的向上的摩擦力 f，大小等
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3．(多选)如图所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力 F 压在 竖直墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满 为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是( )
2018-2019版高中物理教科版选修1-1课件：第1章 第2节点电荷之间的相互作用 精品
二、对库仑定律的理解 1.库仑定律的适用条件：适用于真空中的点电荷.真空中的电荷若不是点电荷，如图1
所示，同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小， 如图(b)所示.
图1
2.用公式计算库仑力的大小时，只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力 的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断.
A.吸引力，先变小后变大 C.排斥力，先变小后变大
图2 B.吸引力，先变大后变小 D.排斥力，先变大后变小
解析 带同种电荷的小球受斥力作用，而距离先越来越近，再越来越远，因为电量保 持不变，距离先减小后增大，故静电力先逐渐增大，后逐渐减小，故A、B、C错误， D正确. 答案 D
一、对点电荷的理解 1.点电荷指的是一种没有大小的带电体. 2.看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电 体的形状和电荷的分布对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以 看成点电荷.
【例1】 (单选)(2018·盐城学业水平模拟)关于点电荷，以下说法正确的是( ) A.足够小的电荷，就是点电荷 B.一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷 C.点电荷真实存在 D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸 对相互作用力的影响能否忽略不计 解析 点电荷是一个抽象的物理模型，类似于质点模型，带电体的形状和大小对电 学特征影响很小，以至于可以忽略时，该带电体可以看作点电荷，故选项D正确. 答案 D
[针对训练1] (单选)下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A.体积大的带电体一定不是点电荷 B.当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作 点电荷 C.点电荷就是体积足够小的电荷 D.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
鲁教版物理选修1-1电子课本旧教材目录
鲁科版高中物理必修1(普通高中课程标准实验教科书)课本目录如下：第1章绪论 (1)物理学与自然规律 (2)物理学与社会发展 (4)怎样学习物理学 (5)第2章运动的描述 (11)第1节运动、空间和时间 (13)机械运动 (13)空间位置的描述 (14)时间的描述 (16)第2节质点和位移 (18)质点 (18)位移 (19)第3节速度和加速度 (22)平均速度 (22)瞬时速度 (24)加速度 (25)第3章匀变速直线运动的研究 (31)第1节匀变速直线运动的规律 (33)匀变速直线运动的特点 (33)匀变速直线运动的速度变化规律 (34)匀变速直线运动的位移变化规律 (37)第2节匀变速直线运动的实验探究 (42)打点计时器及其应用 (42)频闪照相法及其应用 (45)科学探究-一种匀变速直线运动 (47)第3节摩擦力 (77)滑动摩擦力 (77)静摩擦力 (80)摩擦力的调控 (82)第5章力与平衡 (85)第1节力的合成 (87)共点力的合成 (87)共点力合成的平行四边形定则 (88)第2节力的分解 (91)分力力的分解 (91)力的正交分解 (92)力分解的应用 (93)第3节力的平衡 (96)共点力作用下物体的平衡条件 (96)平衡的种类和稳度 (98)第4节平衡条件的应用 (101)物体的静态平衡 (101)物体的动态平衡 (102)第6章力与运动 (105)第1节牛顿第一定律 (108)力与运动状态 (108)牛顿第一运动定律 (109)物体的惯性 (111)第2节牛顿第二定律 (114)实验探究加速度与力、质量的关系 (114)牛顿第二运动定律 (117)力学单位制 (119)第3节牛顿第三定律 (122)作用力与反作用力 (122)牛顿第三定律 (123)第4节超重与失重 (126)超重现象 (126)失重现象 (128)。
高中物理第1章静电与静电场第3节电场及其描述教师用书鲁科版选修1-1
C 正确， D
错；但没有标注电场线的方向，所以不能判断
AB的电性， AB错．
【答案】 C
3．关于电场线的叙述，下列说法正确的是 (
)
A．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向
B．电场线是直线的地方一定是匀强电场
C．正点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合
D．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场
【提示】电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷远或负电荷．
(2) 电场线分布的疏密反映了电场的强弱，表示场强的大小．
(3) 电场线上任意一点的切线方向与该点场强方向一致．
(4) 电场线在电场中不相交，不中断，
因为如果电场线相交，该点的场强就有两个方
向了．
(5) 电场线是为了形象描述电场而假想的，实际并不存在．
8 / 13
功，静电力的方向与过 A 点场强方向相反，故 A、 D选项错误．由 A 向 B 运动过程中加速度
越来越大，故静电力越来越大，电场线越来越密，
C对， B 错．
【答案】 C
学业达标测评 ( 三)
( 建议用时： 45 分钟 )
1．下面的说法中不正确的是 ( )
A．电荷的周围存在电场
B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而存在的
E＝
F电 q
＝
mgtan q
θ
，小球带正电荷，因此
mgtan θ
【答案】
q ，方向水平向右
带电金属板 A 不能当成点电荷，电场强度是矢量，不仅要求出大小，还要求出方 向．根据共点力的平衡条件即可求得带电体之间的作用力，从而进一步求解电场强度．
1．关于电场，下列说法正确的是 (
鲁科版物理课件：选修1-1第1章第1节认识静电PPT课件
5. 改变两个金属球之间的距离， 重复步骤4。
实验步骤和数据记录
01
6. 改变两个金属球所带的电荷量 ，重复步骤4和5。
02
数据记录：记录不同距离和电荷 量下两个金属球之间的相互作用 力的大小和方向。
实验结果分析和讨论
实验结果分析
1. 实验误差来源
2. 库仑定律的适用范围
3. 静电力的应用
根据实验数据，可以发现两个 金属球之间的相互作用力随着 它们之间的距离增大而减小， 随着它们所带的电荷量增大而 增大。这与库仑定律的预测相 符。
02 03
库仑力作用下物体的运动轨迹
若库仑力为恒力，且物体的初速度为零或初速度方向与库 仑力方向在同一直线上，则物体做匀变速直线运动；若库 仑力为变力，或物体的初速度方向与库仑力方向不在同一 直线上，则物体做曲线运动。
库仑力作用下物体的能量转化
库仑力做功与路径无关，只与初末位置有关。库仑力做正 功，电势能减小；库仑力做负功，电势能增加。
感应起电
利用静电感应使物体带电的方式。
接触起电
异质材料互相接触，由于材料的功函数不同，当两种材料之间的距离接近原子级别时（约 25埃），会在接触的两个表面上产生电荷，从而形成带电体的现象。
静电产生原因
任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结 构为质子、中子及电子。
但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、 位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正 负电不平衡。
在生物医学领域，利用静电感应原理可以 研究生物体内的电荷分布和传输机制，为 疾病诊断和治疗提供新的思路和方法。
06
实验：探究影响电 荷间相互作用力因 素
实验目的和原理
实验目的
探究电荷间相互作用力的大小与哪些 因素有关，并了解静电力的基本性质。
2017-2018学年高中物理选修1-1教师用书：第1章 第1节
一、电荷库仑定律[先填空]1．人类对电现象的初步探究(1)各种静电现象引起学者们的关注和研究．(2)富兰克林证明了天电和摩擦产生的电是相同的．2．两种电荷及相互作用(1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷．(2)电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．3．使物体带电的方式(1)摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电．两个不同物质种类的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．(2)感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象．(3)接触带电：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．4．起电的实质(1)物质的微观电结构．物质的原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，整个原子对外表现为电中性．(2)起电的实质：原子核外电子的转移形成的．5．电荷量(1)定义：电荷的多少叫做电荷量，符号：Q(或q)．(2)单位：在国际单位制中单位为库仑，简称库，符号是C.6．元电荷电子或质子所带电荷量为e＝1.6×10－19 C．实验表明：任何带电体所带的电荷量要么等于e，要么是e的整数倍．7．电荷守恒定律电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的总量不变．[再判断]1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(√)2．一个带电体所带的电荷量为5.0×10－19C.(×)3．摩擦起电的两物体带等量异种电荷．(√)[后思考]1．有的同学说用摩擦起电的方式可以创生电荷，这样自然界中的电荷就会越来越多，你认为这种说法对吗？电荷的存在又遵循怎样的规律呢？【提示】这种说法不正确．这些电荷遵循电荷守恒定律．2．梳过干燥头发的塑料梳子(或尺子)能吸引轻小物体；冬春季节脱化纤衣服时会听到“噼噼啪啪”的响声，晚上还会看到电火花；触摸带电导体球的人头发会成爆炸式立起来…以上这些常见现象的发生都是因为物体带有电．那你知道可以通过哪些方式使物体带电吗？【提示】(1)摩擦起电，即电荷(电子)从一个物体转移到另一个物体．(2)感应起电，即电荷(电子)从物体的一部分转移到另一部分．(3)接触带电．1．对感应起电的理解(1)过程及现象：取一对用绝缘支柱支持的金属导体A、B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的，如图111甲所示．①带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，这表示A、B上都带了电荷，如图111乙所示．②如果把A、B分开，然后移去C，可以看到A和B仍带有电荷，如图111丙所示．③让A、B接触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了.电流这说明A、B所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和．甲乙丙感应起电图111(2)感应起电的本质：在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电荷发生定向移动，使导体中的自由电荷由导体的B端移至A端，而引起A端带负电，B端带正电，此时若将A、B分离，则成为带等量异种电荷的带电体．2．检验物体是否带电可用验电器(1)利用接触带电：使待检验物体与验电器小球接触，若带电，验电器箔片张开，若不带电，则不张开．(2)利用感应起电：使待检验物体靠近验电器的金属小球，如果物体带电，则与金属小球、箔片及连接它们的金属杆产生静电感应，验电器两箔片张开．这种检验方法最大的优点是不会改变待检验物体上的带电荷量．3．对元电荷的认识(1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是e，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．(2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量．因为物体的带电荷量通常较小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为－e，即表示电子的带电荷量为－1.60×10－19C.4．对电荷守恒定律的理解(1)电荷守恒定律的另一种表达：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变．如接触带电时不带电物体与带电物体接触后，电荷在两物体上重新分配，但总电荷量不变．摩擦起电实质上是电子在不同物体间的转移．(2)接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触，则电荷量平分．若两导体球带同种电荷，会把总电荷量平分；若带异种电荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分．1．下列关于带电现象的说法正确的是( )【导学号：46852000】A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B．相互摩擦的两个物体一定能起电C．带电现象的本质是电子的转移，物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性D．自然界中的电荷总量不变【解析】玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子因而带正电，但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定总是失去电子，因而不能确定其电性，同理也无法确定橡胶棒的电性，故A错；并不是任意两个物体间摩擦时都能起电，故B错；物体如果原来带正电，得到电子后，可能带正电也可能带负电，故C错；根据电荷守恒定律可知D对，故正确答案为D.【答案】 D2．在感应起电中带负电物体靠近带绝缘底座的导体时，如图112所示M处将( )图112A．带正电B．带负电C．不带电D．以上答案均有可能【解析】由同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体中的负电荷被排斥到M 处，所以选项B正确．【答案】 B3．(多选)下列说法中正确的是( )【导学号：46852001】A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分B．摩擦起电时，一个物体失去一些电子带正电，另一个物体得到这些电子带负电C．两个带电体接触一定等分电荷量D．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体可能带上异种电荷【答案】AB三种起电方式的实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移，且都遵守电荷守恒定律.[先填空]1．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力． 3．库仑定律的数学表达式是F ＝k Q 1Q 2r2，式中k 叫静电力常量，其数值为9.0×109，其单位是N·m 2/C 2.4．库仑定律的适用条件：①真空；②点电荷．5．点电荷：是指没有大小的带电体，是一种理想化的模型． [再判断]1．库仑定律适用于真空中的点电荷．(√) 2．点电荷是理想化模型，实际并不存在．(√) 3．只有很小的电荷才能看成点电荷．(×) [后思考]1．有的同学认为元电荷就是点电荷，你认为这种说法对吗？你是怎样认为的？ 【提示】 这种说法不对．(1)到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量．实验指出，所有带电物体的电荷量要么等于e ，要么是e 的整数倍．因此，电荷量e 叫做元电荷．(2)点电荷是一种理想化的物理模型．当带电体的形状、大小及电荷分布状况对静电力的影响可以忽略时，带电体才可看成点电荷．2．有人认为据F ＝kQ 1Q 2r 2，当r →0时，F →∞，你认为对吗？ 【提示】 不对，当r →0时，两带电体已不能视为点电荷了．不能再应用库仑定律来计算了．对库仑定律的理解1．点电荷类似于力学中的质点，是一种物理模型，实际中并不存在．2．一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．当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做点电荷．3．静电力的计算公式F ＝k Q 1Q 2r2，式中k 叫静电力常量，在国际单位制中，k ＝9.0×109N·m 2/C 2.4．公式的适用条件(1)仅适用于真空中两个静止的点电荷．(2)均匀带电球体可以看成电荷量集中在球心的点电荷，应用公式计算库仑力，这时距离r 是从球心算起．5．静电力具有力的共性，如遵守牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则． 6．研究微观带电粒子的相互作用时，经常忽略万有引力．(因其万有引力比起静电力来非常非常小)4．真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r ，它们间的静电力为F .若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的13，距离变为2r ，则它们之间的静电力变为( )A ．3F8B ．F6 C ．8F 3D ．2F 3【解析】 根据题目给出的条件，真空、点电荷，符合库仑定律条件，由库仑定律公式F ＝k Q 1Q 2r2知：当Q 甲′＝2Q 甲，Q 乙′＝13Q 乙，r ′＝2r 时，F ′＝k 2Q 甲·13Q 乙4r 2＝16k Q 甲Q 乙r 2＝16F . 【答案】 B5．对于真空中静止的两个点电荷，(1)保持两个点电荷的距离不变，若把每个点电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的____倍．(2)保持两个点电荷的电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的________倍．(3)保持其中一个点电荷的电荷量不变，另一个点电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的________倍.【导学号：46852002】【解析】 (1)设两个点电荷的距离为r ，电荷量分别为Q 1、Q 2，原来的作用力为F 1，后来的作用力为F 2，则F 1＝kQ 1Q 2r 2 F 2＝k ·2Q 1·2Q 2r 2 F 2F 1＝4.(2)F 1＝kQ 1Q 2r 2 F 2＝kQ 1Q 2r 2F 2F 1＝19. (3)F 1＝kQ 1Q 2r 2 F 2＝k ·4Q 1Q 2R 2由F 2＝F 1得：Rr＝2.【答案】 (1)4 (2)1/9 (3)2点电荷不同于元电荷：元电荷是一个电子或质子所带电荷量的绝对值，而点电荷与力学中质点相似，是在研究复杂问题时引入的一种理想化模型.库仑力与力学中的重力一样也是按性质分类的力，在受力分析时要注意库仑力产生的条件和大小.。
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学习目标知识脉络
1.知道点电荷，知道点电
荷是一种理想化模型．(
难点)
2.知道验电器的构造和工
作原理．
3.了解电荷间的相互作用
规律，掌握库仑定律，会
利用库仑定律计算真空中
静止的两点电荷间的相互
作用力．(重点)
点电荷电荷量及其检验
[先填空]
1．电荷量
(1)定义：物体所带电荷的多少．
(2)单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C.
2．点电荷
(1)定义：用来代替带电体的只有电荷量没有大小的几何点．
(2)意义：是一种理想化的模型．
(3)视为点电荷的条件：两个带电体之间的距离比它们自身的尺度大得多．
3．电荷量的检验
(1)验电器用途：检验物体是否带电，并能粗略判断所带电荷量的多少．
(2)验电器构造：一根一端装有光滑金属球的金属杆通过橡胶塞插入玻璃瓶内，在杆的下端连上两片金属箔，如图121所示．
图121
(3)验电器原理：当带电体接触金属球时，带电体上的电荷转移到金属球上，然后传到金属箔上，使金属箔也带同种性质的电荷．由于同性电荷相斥，使两片金属箔，张开一定的角度．金属箔张开角度的大小，反映了带电体所带电荷的多少．
[再判断]
1．体积很小的带电体都能看成点电荷．(×)
2．带电体之间的相互作用力与电荷量的多少有密切关系．(√) 3．带电体接触验电器的金属球时，使金属球和金属箔带异种电荷．(×)
4．带电体靠近验电器的金属球时，使金属球和金属箔带同种电荷．(×)
[后思考]
现实生活中是否存在点电荷？
【提示】不存在．
1．点电荷
点电荷是没有大小和形状，且具有电荷量的理想化模型．实际并不存在，它只是为了研究问题方便而人为抽象出来的．
2．带电体视为点电荷的条件
带电体间的距离比它们自身尺度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以视为点电荷．忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题起关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法．
一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．
1．关于点电荷的下列说法中正确的是( )
A．点电荷就是体积足够小的电荷
B．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
C．体积大的带电体一定不能看成点电荷
D．当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷
【解析】带电体能否看成点电荷，不能以体积大小，带电荷量多少而论．只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷．故D正确．
【答案】D
2．下列关于点电荷的说法，正确的是( )
A．点电荷一定是电量很小的电荷
B．点电荷是一种理想化模型，实际并不存在
C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷
D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
【解析】点电荷是一种理想化模型，实际不存在，带电体能否看做点电荷，并不是由带电体的大小及带电量大小决定，而是看其形状和大小对所研究的问题的结果的影响是否可以忽略，故B正确．【答案】B
3．关于点电荷，下列表述正确的是( )
【导学号：181520xx】A．任何带电体都能看作点电荷
B．点电荷是实际带电体的理想化模型
C．只有带电量很小的带电体才能看作点电荷
D．只有质量很小的带电体才能看作点电荷
【解析】带电体能否被看做点电荷，决定于带电体的大小、形状、电荷量分布等对所研究问题的影响是否可以忽略不计．并不是体积小的就可以视为点电荷，而体积大的就不能视为点电荷，在研究的问题里面，只要形状、体积等因素的影响可以忽略就可以视为点电荷．故选项B正确．
【答案】B
突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，来简化研究的问题，是物理学中常用的研究方法.
库仑定律
[先填空]
1．内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．
2．适用条件：适用于真空中静止的两个点电荷．对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律．
3．公式：F电＝k，k称为静电力常量．
4．静电力常量：k＝9.0×109_N·m2/C2.
[再判断]
1．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小．(×)
2．库仑定律可适用于任何两带电体之间的相互作用．(×)
3．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等．(√)
[后思考]
微观带电粒子之间既有库仑力又有万有引力且它们都与距离的二次方成反比，但我们为什么往往不计万有引力呢？
【提示】如氮原子中电子和原子核之间，分别求其万有引力和库仑力，结果库仑力是万有引力的1039倍，万有引力远小于库仑力，所以可以忽略不计．
1．库仑定律的适用条件
(1)真空中，在空气中可认为近似适用．在其他介质中不是没有库仑力，而是库仑力不满足F电＝k.
(2)点电荷．非点电荷间也存在库仑力，只是公式中的距离无法确定．
2．库仑定律公式的应用
(1)计算库仑力的大小：不要将表示电性的符号代入公式计算，只将电荷量的绝对值代入即可．
(2)判断库仑力的方向：由同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引进行判断．
(3)作用特点：库仑力具有力的共性，例：两点电荷间的相互作用力也遵循牛顿第三定律．
(4)单位：代入数值时，各量必须采用国际单位．
4．关于库仑定律的公式F电＝k，下列说法正确的是( )
A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0
B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力
F→∞
C．当两个点电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D．当两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
【解析】r→∞时，电荷可以看做点电荷，库仑定律的公式适用，由公式可知，它们之间的静电力F→0；r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了．
【答案】A
5．如图122所示，两个半径均为r的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，电荷量均为Q，两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )
【导学号：181520xx1】
图122
A．等于k B．大于k Q2
9r2
C．小于k D．等于k Q2
r2
【解析】两球间距和球本身大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算仅适用于点电荷，所以不能用该公式计算．我们可以根据电荷间的相互作用规律作一个定性分析．由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r小．由库仑定律知，静电力一定大于k，电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为r的两点上，所以静电力也不等于k，正确选项为B.
【答案】B
6.如图123所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )
【导学号：181520xx】
图123
A．F引＝G，F库＝k Q2
l2
B．F引≠G，F库≠k Q2
l2
C．F引≠G，F库＝k Q2
l2
D．F引＝G，F库≠k Q2
l2
【解析】虽然两球心间的距离L只有其外半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，因此，可以应用万有引力定律；而本题中由于a、b两球壳所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离L只有其外半径r的3倍，不满足L远大于r的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，D正确．
【答案】D
库仑定律只适用于点电荷，当两球间距离太小时，不能当点电荷处理，只能根据相互作用特点定性讨论.。