高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律 新人教版选修3-1 (2)
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答案:(1)电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比,与两者距离的平方成 反比.
(2)点电荷的概念与质点相类似,一个物体能被视为质点的条件是什么? 实际带电体的形状、大小及电荷分布对问题的研究无影响时,能否可以 将其看成一个带电荷量的点?
答案:(2)物体的形状、大小对问题的研究无影响;能.
【知识梳理】
【针对训练1】 A,B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到A,B附近时,A,
B之间的库仑力将( C )
A.可能变大
B.源自文库能变小
C.一定不变
D.不能确定
解析:由库仑定律 F=k Q1Q2 r2
可知,当 Q1,Q2,r 不变时两点电荷间的库仑力 F 不变,与是否
存在其他电荷无关,故选项 C 正确,A,B,D 错误.
核心要点 突破
要点一 库仑定律的理解和基本应用
1.库仑力的方向判断 两个静止点电荷之间的库仑力 ❶,沿两电荷的连线,同种电荷相互排斥,
异种电荷相互吸引. 2.库仑力的大小计算 公式F=k q 1 q 2 (k=9.0×109 N·m2/C2),适用于真空中(空气中也近似成立)
r2
两个静止的点电荷❷,用该公式计算库仑力大小时,只将其电荷量的绝对值 代入即可.
.
(2忽)带略电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以
. 4.叠加原理:两个或两个以上点电矢荷量对和某一个点电荷的作用力,等于各点电
荷单独对这个电荷的作用力的
.
思考判断
1.点电荷是一个带有电荷的几何点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化 模型.( √ ) 2.球形带电体一定可以看做点电荷.( × ) 3.很大的带电体也有可能看做点电荷.( √ ) 4.根据库仑定律,只有两点电荷电荷量相等时,它们间的库仑力才相等. (× ) 5.库仑定律只适用于计算真空中的两个点电荷之间的库仑力.( √ )
间的库仑力为 F=k q1q2 r2
C.真空中一个固定的点电荷 A,电荷量为 q1,另有一个电荷量为 q2 的点电荷 B 以 A 为圆心,做半径为 r
的匀速圆周运动,则它们之间的库仑力为 F=k q1q2 r2
D.根据 F=k q1q2 知,当两个带电体相距很近时,比如 r 趋近于 0,它们之间的库仑力会无穷大 r2
答案:(1)减小;两者间的距离;带电体间的作用力随距离的增大而减小. (2)增大(或减小);两者所带的电荷量;电荷之间的作用力随着电荷量的 增大而增大.
【知识梳理】 实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大 ,随着距离的增
大而 减小 .
知识点二 库仑定律 点电荷 【问题导学】 (1)电荷之间的作用力与万有引力很相似,结合万有引力的“平方反比” 规律,试猜想电荷间的作用力是什么样的定量关系?
第2节 库仑定律
【学习目标】 1.了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的 实验过程.2.知道点电荷的概念,明确实际带电体看做点电荷的条件.3.理 解库仑定律的内容、公式及适用条件,会用库仑定律进行有关的计算.4. 了解库仑扭秤实验,知道静电力常量.
基础知识 核心要点 学习效果 核心素养
r2 则它们之间的库仑力为 F=k q1q2 ,选项 C 正确;r 很小时,两个带电体已不能视为点电荷,
r2 这时公式 F=k q1q2 不再适用,选项 D 错误.
r2
答案:C
误区警示
点电荷的理解误区 同一带电体,在不同问题中有时可以看做点电荷,有时不能看做点电荷.带 电体能否看做点电荷,不取决于带电体的大小,而取决于它们的大小、形 状与距离相比能否忽略.
考查角度 2:库仑定律的基本应用 【例 2】 (2018·广西桂林十八中高二月考)(多选)半径相同的两个金属球 A,B 带有 相等的电荷量,相隔较远的距离,两球之间相互作用力的大小是 F.今让第三个半径相 同的不带电的金属小球先后与 A,B 两球接触后移开.这时,A,B 两球之间的相互作用力 的大小是( )
考查角度 1:库仑定律的理解 【例 1】 (2018·湖南师大附中高二周测)关于库仑定律的理解,以下说法中正确的是( ) A.两个点电荷的电荷量分别为 q1 和 q2,它们之间的距离为 r,当两个点电荷带同种电荷时,它们之间
的库仑力 F<k q1q2 ,带异种电荷时 F>k q1q2
r2
r2
B.两个点电荷的电荷量分别是 q1 和 q2,相距为 r,在它们之间放一厚度略小于 r 的玻璃板,则它们之
〚思路探究〛 库仑定律适用条件是什么? 答案:(1)真空中;(2)静止的;(3)点电荷.
解析:用库仑定律计算两个点电荷间的作用力时,不论是引力还是斥力,都是适用的, 选项 A 错误;库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,中间隔有玻璃板(绝缘体)时,公 式 F=k q1q2 不再适用了,选项 B 错误;由于真空中的点电荷 A 与点电荷 B 的距离为 r,
状元心得 ❶两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律.不要认为电荷量 大的电荷对电荷量小的电荷作用力大. ❷1)当r→0时,电荷不能再看成点电荷,库仑定律不再适用,更不能认为 F→∞. 2)两个规则的带电球体相距比较近时,不能被看做点电荷,此时两带电球 体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变,如图.
基础知识 探究
教材探究
知识点一 探究影响电荷间相互作用力的因素
【问题导学】 如图为教材P3演示实验1.2=1,O是一个带正电的物体,把系在丝线上的带 正电的小球先后挂在图中P1,P2,P3等位置.
(1)若保持小球的带电荷量不变,将悬点由P1依次移至P3,发现细线与竖直方 向的夹角变小,小球所受作用力大小如何变化?可以猜想带电体之间的作用 力大小与什么因素有关?是什么规律变化关系? (2)若保持小球位置不变,增大(或减小)小球所带的电荷量,发现细线与竖 直方向的夹角变大(或变小),说明小球所受作用力的大小如何变化?可以猜 想带电体之间的作用力大小与什么因素有关?是什么规律变化关系?
1.库仑定律内容: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 成正比,与它们的距离的 二次方 成反比,作用力的方向在它们
的 连线 上. 2.库仑定律公式:F=
k
q1q2 r2
,其中k叫做静电力常量,k= 9.0×109
N·m2/C2. 3.点电荷的特点
大得多
(1)带电体间的距离比它们自身的大小
(2)点电荷的概念与质点相类似,一个物体能被视为质点的条件是什么? 实际带电体的形状、大小及电荷分布对问题的研究无影响时,能否可以 将其看成一个带电荷量的点?
答案:(2)物体的形状、大小对问题的研究无影响;能.
【知识梳理】
【针对训练1】 A,B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到A,B附近时,A,
B之间的库仑力将( C )
A.可能变大
B.源自文库能变小
C.一定不变
D.不能确定
解析:由库仑定律 F=k Q1Q2 r2
可知,当 Q1,Q2,r 不变时两点电荷间的库仑力 F 不变,与是否
存在其他电荷无关,故选项 C 正确,A,B,D 错误.
核心要点 突破
要点一 库仑定律的理解和基本应用
1.库仑力的方向判断 两个静止点电荷之间的库仑力 ❶,沿两电荷的连线,同种电荷相互排斥,
异种电荷相互吸引. 2.库仑力的大小计算 公式F=k q 1 q 2 (k=9.0×109 N·m2/C2),适用于真空中(空气中也近似成立)
r2
两个静止的点电荷❷,用该公式计算库仑力大小时,只将其电荷量的绝对值 代入即可.
.
(2忽)带略电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以
. 4.叠加原理:两个或两个以上点电矢荷量对和某一个点电荷的作用力,等于各点电
荷单独对这个电荷的作用力的
.
思考判断
1.点电荷是一个带有电荷的几何点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化 模型.( √ ) 2.球形带电体一定可以看做点电荷.( × ) 3.很大的带电体也有可能看做点电荷.( √ ) 4.根据库仑定律,只有两点电荷电荷量相等时,它们间的库仑力才相等. (× ) 5.库仑定律只适用于计算真空中的两个点电荷之间的库仑力.( √ )
间的库仑力为 F=k q1q2 r2
C.真空中一个固定的点电荷 A,电荷量为 q1,另有一个电荷量为 q2 的点电荷 B 以 A 为圆心,做半径为 r
的匀速圆周运动,则它们之间的库仑力为 F=k q1q2 r2
D.根据 F=k q1q2 知,当两个带电体相距很近时,比如 r 趋近于 0,它们之间的库仑力会无穷大 r2
答案:(1)减小;两者间的距离;带电体间的作用力随距离的增大而减小. (2)增大(或减小);两者所带的电荷量;电荷之间的作用力随着电荷量的 增大而增大.
【知识梳理】 实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大 ,随着距离的增
大而 减小 .
知识点二 库仑定律 点电荷 【问题导学】 (1)电荷之间的作用力与万有引力很相似,结合万有引力的“平方反比” 规律,试猜想电荷间的作用力是什么样的定量关系?
第2节 库仑定律
【学习目标】 1.了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的 实验过程.2.知道点电荷的概念,明确实际带电体看做点电荷的条件.3.理 解库仑定律的内容、公式及适用条件,会用库仑定律进行有关的计算.4. 了解库仑扭秤实验,知道静电力常量.
基础知识 核心要点 学习效果 核心素养
r2 则它们之间的库仑力为 F=k q1q2 ,选项 C 正确;r 很小时,两个带电体已不能视为点电荷,
r2 这时公式 F=k q1q2 不再适用,选项 D 错误.
r2
答案:C
误区警示
点电荷的理解误区 同一带电体,在不同问题中有时可以看做点电荷,有时不能看做点电荷.带 电体能否看做点电荷,不取决于带电体的大小,而取决于它们的大小、形 状与距离相比能否忽略.
考查角度 2:库仑定律的基本应用 【例 2】 (2018·广西桂林十八中高二月考)(多选)半径相同的两个金属球 A,B 带有 相等的电荷量,相隔较远的距离,两球之间相互作用力的大小是 F.今让第三个半径相 同的不带电的金属小球先后与 A,B 两球接触后移开.这时,A,B 两球之间的相互作用力 的大小是( )
考查角度 1:库仑定律的理解 【例 1】 (2018·湖南师大附中高二周测)关于库仑定律的理解,以下说法中正确的是( ) A.两个点电荷的电荷量分别为 q1 和 q2,它们之间的距离为 r,当两个点电荷带同种电荷时,它们之间
的库仑力 F<k q1q2 ,带异种电荷时 F>k q1q2
r2
r2
B.两个点电荷的电荷量分别是 q1 和 q2,相距为 r,在它们之间放一厚度略小于 r 的玻璃板,则它们之
〚思路探究〛 库仑定律适用条件是什么? 答案:(1)真空中;(2)静止的;(3)点电荷.
解析:用库仑定律计算两个点电荷间的作用力时,不论是引力还是斥力,都是适用的, 选项 A 错误;库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,中间隔有玻璃板(绝缘体)时,公 式 F=k q1q2 不再适用了,选项 B 错误;由于真空中的点电荷 A 与点电荷 B 的距离为 r,
状元心得 ❶两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律.不要认为电荷量 大的电荷对电荷量小的电荷作用力大. ❷1)当r→0时,电荷不能再看成点电荷,库仑定律不再适用,更不能认为 F→∞. 2)两个规则的带电球体相距比较近时,不能被看做点电荷,此时两带电球 体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变,如图.
基础知识 探究
教材探究
知识点一 探究影响电荷间相互作用力的因素
【问题导学】 如图为教材P3演示实验1.2=1,O是一个带正电的物体,把系在丝线上的带 正电的小球先后挂在图中P1,P2,P3等位置.
(1)若保持小球的带电荷量不变,将悬点由P1依次移至P3,发现细线与竖直方 向的夹角变小,小球所受作用力大小如何变化?可以猜想带电体之间的作用 力大小与什么因素有关?是什么规律变化关系? (2)若保持小球位置不变,增大(或减小)小球所带的电荷量,发现细线与竖 直方向的夹角变大(或变小),说明小球所受作用力的大小如何变化?可以猜 想带电体之间的作用力大小与什么因素有关?是什么规律变化关系?
1.库仑定律内容: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 成正比,与它们的距离的 二次方 成反比,作用力的方向在它们
的 连线 上. 2.库仑定律公式:F=
k
q1q2 r2
,其中k叫做静电力常量,k= 9.0×109
N·m2/C2. 3.点电荷的特点
大得多
(1)带电体间的距离比它们自身的大小