山东省高密市第三中学高中物理 1.2库仑定律导学案 新人教版选修3-1

第一章静电场
第2节库仑定律
【学习目标】
1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道
静电力常量．
2．会用库仑定律结合力学规律进行有关的计算．
3．知道库仑扭秤的实验原理．
【自主学习合作探究】
问题1：探究影响电荷间相互作用力的因素
1、课本P5演示实验中带电小球所受带电体的作用力的大小可通过什么显示出来？
2、演示实验表明电荷之间的作用力有什么特点?
3、电荷之间的相互作用力与万有引力的相似性?
问题2：静电力和点电荷
1、什么是静电力?
2、什么是点电荷？
例1：下列有关点电荷的说法，正确的是（）
A、只有体积很小的带电体才能看作点电荷
B、体积很大的带电体一定不是点电荷
C、当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时，两个带电体可看做点电荷
D、任何带电体，都可以看作是电荷全部集中于球心的点电荷
问题3：库仑定律
1、库仑定律的内容？
2、库仑定律的表达式：
3、库仑定律的适用范围：
例2：两个质子在氮原子核中相距约为10-15m，它们间的静电力是______________N,它们间的万有引力是________________N,已知每个质子的质量是1.67×10-27kg。

变式训练1：真空中有两个点电荷，相距为r ,相互作用力为F ，若使它们的电荷量都增大到原来的2倍，要使它们之间的作用力仍然为F ，其间距应为（）
A、r B C、2r D
问题4：静电力叠加原理
思考：两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力如何计算？
例3：在边长为a的正方形的每一个顶点都放置一个电荷量为+q的点电
荷。

如果保持它们的位置不变，每个电荷受到的静电力是
________________。

问题5：静电力与万有引力的比较 它们分别遵从库仑定律122Q Q F k r =与万有引力定律2Mm F G r
=。

微观粒子间的静电力远大于万有引力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。

（1）相同点
（2）不同点
【课堂小结】
【当堂检测】
1、两个点电荷相距r 时相互作用力为F ，则（ ）
A 、电量不变，距离加倍时，作用力变为F/4
B 、其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时，作用力不变
C 、每个电荷的电量和两电荷间距均减半时，作用力为4F
D 、每个电荷的电量和两电荷间距都增加到原来的相同倍数时，作用力不变
2、有三个完全一样的金属小球A 、B 、C ，A 带电荷量为7Q ，B 带电荷量为-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_________倍.
【课后拓展训练】
A 组
1、对于库仑定律，下面说法正确的是（ ）
A 、凡计算两带电体间的静电力，就可以使用公式122Q Q F k
r
B 、两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律
C 、相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等
D 、当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于他们各自所带的电荷量
2、两个相同的带电金属小球，它们带电量之比为2：1，在真空中相距为r （r 远大于球的直径）时，静电斥力大小为F ，若将它们接触一下后放在相距2r 处，静电力大小为（ ）
A 、F 8
B 、9F 8
C 、 9F 32
D 、F 32
B 组
3、两个大小相同的金属球A 、B ，带有相同电量，分别固定在两处，两球间相互作用力为F ，用一个不带电的同样大小的小球C 先和A 接触再与B 接触，然后移去C ，则A 、B 间的作用力变为（ ）
A 、 F 2
B 、 F 4
C 、 3F 8
D 、 F 10
4、两个完全相同的金属球半径为R，带有同种电荷Q，当它们靠近到恰好没有接触时，两小球间的库仑力为（）
A、
2
2
4
Q
F k
R
= B、
2
2
4
Q
F k
R
〉
C、
2
2
4
Q
F k
R
〈 D、不确定
5、如图所示，两个点电荷，电荷量分别为q
1＝4×10－9 C和q
2
＝－9×10－9 C，分别
固定于相距20 cm的a、b两点，有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动，该点电荷所处的位置是( )
A．在a点左侧40 cm处
B．在a点右侧8 cm处
C．在b点右侧20 cm处
D．无法确定
C组
6、如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，且在A、B两点放置两点电荷Q
A 、Q
B
，
测得在C处正点电荷受静电力方向与AB平行向左，则A带____________电，Q
A ∶Q
B
＝____________.
7、两个分别用长13cm 的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）。

由于静电斥力，它们之间的距离为10cm 。

已经测得每个球形导体质量为0.6g ，求它们所带的电荷量。

答案：
例1、C 例2、230.4N ，N 3410
86.1-⨯ 变式练习1、C 例3、2222122r q k a + 当堂检测
1、ABD
2、8/5
课后练习
1、C
2、C
3、C
4、C
5、A
6、负，1：8
7、
C 7103105-⨯。