高中物理 1.2库仑定律导学案 新人教版选修3-1(2021年整理)

辽宁省普兰店市高中物理1.2库仑定律导学案新人教版选修3-1
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1.2 库仑定律
【学习目标】:
1．学生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,感悟科学研究中建立
理想模型的重要意义。

2．学生知道库仑定律的文字表述及其公式表述和适用条件，会用库仑定律的公式进行有关的计算。

3．学生了解库仑扭称实验。

学习重点:掌握库仑定律
学习难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算
学法建议：自主阅读、合作探究.
【知识衔接】
自主学习（阅读P5完成以下问题）
一．探究影响电荷间相互作用力的因素
问题1：猜想：可能与哪些因素有关，说出猜测的理由？（阅读课本P5的实验）
（1）实验:定性探究一（探究F与距离 r的关系)
保持小球所带电量不变，使小球处于不同的位置，比较小球所受作
用力的大小。

（怎样看力的大小？）
①现象：
②结论：
（2）定性探究二（探究F与电量Q1、Q2的关系）
使小球处于同一位置,增大或减少小球所带的电荷量,比较小球所受作用力的大小;
①现象:
②结论：
问：该实验能证实我们的猜想吗？那么这一问题是由谁解决的?
合作探究
二．库仑的实验——库仑扭称实验
阅读课本P6的实验
问题2：
(1)库仑的实验装置是怎样的？与哪个实验很相似?
（2)库仑用到什么研究方法？
（3)如何解决电荷测量问题，验证F与Q的关系?如何验证 F与r的关系？（4）库仑的实验得出了什么结论？
三．库仑定律
（1)内容：
（2）公式：
（3）适用条件：
问题3、什么是点电荷?与哪个理想模型的定义很相似？
问题4、库仑定律中的常量K是怎样得出的?物理意义是什么？
(4）静电力常量K的值。

(5）库仑力合成和分解遵守的法则.
【练习反馈】
1．关于点电荷的下列说法中正确的是:（）
Ａ．体积大的电荷不能看成的点电荷．
B．点电荷是一种理想模型．
C．足够小的电荷就是点电荷．
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
2．关于库仑定律，以下说法中正确的是( ）
A．库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体
B．库仑定律是实验定律
C．库仑定律仅适用于静止电荷间的相互作用
D．根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大
3．相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（）
A。

F
2
B．4F C．2F D.错误!
★4．真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2 ×-6
10 c,求其中一个电荷所受的库仑力。

【归纳总结】
【达标检测】
1．某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力（）
A.随着电荷量的增大而增大
B。

与两电荷量的乘积成正比
C.随着电荷间距离的增大而减小
D。

与电荷间距离的平方成反比
2．关于点电荷的说法中正确的是( ）
A．真正的点电荷是不存在 B. 点电荷是一种理想化的物理模型
C．小的带电体就是点电荷 D. 形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体
3。

关于库仑定律的公式F=kQ1Q2/r2，下列说法中正确的是（）
A。

当真空中两个电荷间距离r→∞时，它们间的静电力F→0
B。

当真空中两个电荷间距离r→0时，它们间的静电力F→∞
C. 当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D. 当两个电荷间的距离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
4. A、B两点电荷间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时,A、B间相互作用的库仑力将（）A。

可能变大 B。

可能变小 C. 一定不变 D. 无法确定
【例题1】两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷，相互斥力为3F,现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（）
A．0 B．F C．3F D．4F
【变式训练1】两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的（）
A。

4/7 B. 3/7 C. 9/7 D。

16/7
【例题2】A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷,如果A和B 固定,应如何放置第三个点电荷C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？
【变式训练2】在边长为a的正方形的每一个顶点都设置一个电荷量为q的正点电荷,如果保持它们位置不变,每个电荷受到其他3个电荷的静电力的合力是多大?
【巩固达标】
1. 要使真空中的两个点电荷间库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( ）
A。

每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变
B。

保持点电荷的带电荷量不变,使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍
C. 使一个点电荷的带电荷量加倍，另一个点电荷电荷量保持不变,同时将两点电荷间的距离减小为原来的1/2
D。

保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的1/2
2．如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放,则两个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
3。

两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其距离变为错误!,则两球间库仑力的大小为( )
A。

错误!F B。

错误!F C. 错误!F D．12F
【课后作业】
1．三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电,而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F .现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为( )
A．F/2 B．F/4 C．F/8 D．3F/8
2．两个半径为0。

3m的金属球，球心相距1。

0m放置，当他们都带1。

5×10−5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1。

5×10−5C和−1.5×10−5 C的电量时，相互作用力为F2, 则（ )
A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断
★3．如图所示，两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（)
A．若是同种电荷，F<k错误! B．若是异种电荷，F>k错误!
C．若是同种电荷,F〉k错误! D．不论是何种电荷，F＝k错误!
★ 4．两个带同种电荷的相同金属小球(两球距离远大于小球的直径)所带电量分别为Q1,Q2,现让它们接触后再放回原处，那么它们的相互作用与原来相比（）
A。

可能变大 B。

可能变小 C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
5．如图1所示,两个点电荷,电荷量分别为q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C,两者固定于相距20 cm的a、b两点上,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．距a点外侧40 cm处
B．距a点内侧8 cm处
C．距b点外侧20 cm处图1
D．无法确定
6．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b 带负电，a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( ）
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
★7．一个半径为R的圆盘，带电荷量为Q，OO′为过圆盘的圆心O的直线，且OO′与圆盘面垂直,在OO′上的M点放电荷量为q的另一个点电荷，此时Q与q的库仑力为F,若将q移至N 点，Q与q的库仑力为F′。

已知OM＝MN＝R，如图所示，则F′等于（)
A．2F
B．错误!F
C．错误!
D．以上答案都不对
8．如图所示，质量为2 g的小球A用丝线悬起,把带电量为4。

0×10－6C的小球B靠近A，当两小球在同一高度相距30 cm时,A球恰好平衡，丝线与竖直方向夹角α为30°，则B球受到的静电引力为________、方向为________；
A带________电，带电量为________．(g取10 N/kg）
9．有三个完全相同的金属球A、B、C,A带电量7Q,B带电量 Q,C不带电．将A、B固定，且A、B间距离远大于其半径．然后让C反复与A、B接触,最后移走C球．试问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍？
★10. 有两个带电轻质小球，电荷量分别为＋Q 和＋9Q ，在真空中相距0.4m 。

如果引进第3个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态。

求第3个小球带电性质如何？应放在什么位置?电荷量是Q 的多少倍？
小结：
课后反思：
答案不印刷
预习自测
1、BD
2、BC
3、A
4、0.25N
预习检测
1、C
2、ABD
3、AD
4、C
例1。

D 变式训练1。

CD
例2.在AB 连线之间，距A 0。

6r; 电性，电量无要求。

变式训练2。

22
)212(a q k
巩固达标1。

AD 2。

C 3.C
课后作业
1、C
2、B
3、AB
4、AC
5、A
6、B 7
、D 8、 0。

012 N ；水平向左；负；3×10－8C
9、74
10、第三个小球带负电；介于+Q 与+9Q 之间距+Q ：
0.1m;所带电量1Q =Q 169。