库仑定律的内容

合集下载

库仑定律的建立

库仑定律的建立

库仑定律的建立库仑定律是描述带电粒子间的作用力的一项基本定律。

该定律由英国物理学家库仑于18世纪末提出,是电动力学基础中最重要的一项定律之一。

本文将从理论背景、实验观察以及定律具体内容三个方面对库仑定律进行详细介绍,旨在帮助读者更深入地理解该定律的形成和意义。

一、理论背景库仑定律是基于电荷量之间的作用力进行研究的,因此,在深入讲解定律的具体内容之前,我们需要首先了解一下电荷这一基本概念。

在物理学中,电荷指物体内部的电性质。

具体来说,如果物体内部存在不平衡的正负电子,那么该物体就具备了电荷。

物体带有电荷以后,就会在其周围产生电场。

任何带电粒子都会受到周围电场的影响,从而产生力的作用。

在17世纪初,库仑的先驱者之一叫做卢梭。

卢梭首次发现,两个物体如果带有相同种类的电荷,就会相互排斥;另一方面,如果两个物体带有相反种类的电荷,就会相互吸引。

时过境迁,18世纪末期,库仑在卢梭的发现基础上进一步研究带电物体间的作用力,最终发现了基于电荷量间作用力的定律,即库仑定律。

二、实验观察了解库仑定律的背景后,我们来看看库仑是如何确定该定律的。

库仑在确认电荷和电流之间的关系时,制造了一种机器,即能够旋转两个带有相反电荷的球。

当然,在后来的实验中,他更改了实验器材,发现在相同电荷的夹具上也可以发现相吸引的力。

他进一步推断,相同电荷之间的作用力并非完全是不存在的,而且相对于等量不同电荷间的作用力,它相对很小。

在考虑到物理量的差异时,库仑更进一步地研究了电荷量于相距之间的关系。

他通过直接测量已知电荷量下电场中的力来确定出库仑定律。

定律的核心公式为F = k * (q1 * q2) / r^2,其中F代表作用力,q1和q2分别代表两个电荷的电荷量,而r代表两个电荷的距离,k是具有数值的常数(该常数可转为库仑定数)。

三、定律具体内容库仑定律旨在描述电荷间的作用力。

其中,最主要的是描述两个带电粒子之间的作用力。

一些人可能认为,如果带电粒子数量很大,不能够通过计算得出它们间作用力的大小。

库仑定律

库仑定律

库仑定律一. 教学内容: 库仑定律(一)两种电荷:元电荷、比荷元电荷:把1.6×10-9C 即电子所带电荷的绝对值称为元电荷。

研究原子核、基本粒子时,以元电荷为单位。

比荷:又称荷质比,即基本粒子的电量与质量之比,。

q m(二)电荷守恒定律带电的过程,实际上是电荷重新分布的过程。

如:均分条件:两物体形状大小相同,否则不均分,讨论代数和、中和。

守恒内容:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,它可以从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分,而正、负电荷代数和保持不变。

(三)库仑定律:内容:静止点电荷间的作用力跟它们电荷的乘积成正比,跟距离的平方成反比,方向在它们的连线上。

公式F kQ Q r=122k k N m C :静电力常量×=910922/说明:(1)点电荷:形状及大小忽略不计,理想模型,能视为点电荷的带电球体,则r 为球心距离。

(2)实际球体间相互作用力,如图(不能视为点电荷)如果同种,则排斥在两侧,F kQ Q r<122如果异种,则吸引在靠近同侧,F k Q Q r>122(四)库仑定律的应用:,它们之间的静电×之间的距离氧原子的电子和原子核mr1010529.0)1(-=引力多大?解:F kQ QrN ==--122919210290101610052910.(.)(.)××××=-823108.×N引申:若电子的质量m e=9×10-31kg,则电子绕核转的速度约为多大?解:据向Fmvr=2得×××××vFrmm s m s ===---823100529109102310810316.././本题由静电力提供向心力。

(2)真空中同一直线上点电荷间相互作用问题。

例:真空中两点电荷A和B分别带有正电荷+q和+9q,之间距离为l,如图:求一带负电的粒子-q在C点和D点受到的两静电力的合力有多大?解:在C点,则F kq ql kqqlAC ==··方向向左()13922F kq ql kqqlBC ==···方向向右92381422()∴··方向向右合F F F k lk q lkq lBC AC =-=-=8149454222222q同理求D 点。

库伦电压定律

库伦电压定律

库伦电压定律一、库仑定律1. 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。

- 表达式为F = k(q_1q_2)/(r^2),其中k = 9.0×10^9N· m^2/C^2,q_1、q_2为两个点电荷的电荷量,r为两点电荷间的距离,F为库仑力。

2. 适用条件- 真空中(空气中近似适用)。

- 点电荷(带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计的带电体)。

3. 库仑力的性质- 矢量性:库仑力是矢量,其方向遵循同种电荷相斥、异种电荷相吸的原则。

在计算多个电荷间的库仑力时,要根据平行四边形定则或矢量三角形法则进行矢量合成。

- 相互性:两个点电荷之间的库仑力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,分别作用在两个点电荷上。

二、电压(电势差)相关概念1. 电压的定义- 电压U=(W)/(q),即电场力把单位正电荷从电场中的一点移动到另一点所做的功。

单位是伏特(V),1V = 1J/C。

2. 电压与电场的关系- 在匀强电场中U = Ed,其中E为电场强度,d为沿电场方向的距离。

三、库仑定律与电压定律的联系(假设这里是要探究库仑定律与电路中电压相关规律的联系这种拓展情况)1. 在静电场中,由库仑定律可以推导出点电荷周围的电场强度表达式E =k(Q)/(r^2)(Q为场源电荷电荷量)。

- 根据U = Ed,可以进一步分析点电荷周围不同位置间的电势差(电压)情况。

例如,对于一个点电荷Q产生的电场,在距离Q为r_1和r_2的两点间的电势差U=∫_{r_1}^r_2E· dr=∫_{r_1}^r_2k(Q)/(r^2)dr = kQ((1)/(r_1)-(1)/(r_2))。

2. 在电路中,电荷的定向移动是由于电场力的作用,而电场力的根源可以追溯到电荷间的库仑力(从微观角度理解)。

例如,在电池内部,通过化学反应使正负电荷分离,从而在两极间产生电势差(电压),这个过程与电荷间的相互作用(库仑力相关)有一定的联系。

简述库仑定律

简述库仑定律

简述库仑定律
库仑定律是电学中的一项基本定理。

这个定律的内容是描述了两个电荷之间的作用力和电荷之间的距离、电荷量和介质之间的电常数之间的关系。

库仑定律大致可以表达为:两个点电荷之间作用力的大小与它们之间的距离成反比,与其电荷量的乘积成正比。

这个作用力可以用公式 F = kq1q2 / r^2来表示(F 是作用力,q1和q2是电荷的电荷量,r是电荷之间的距离,k是电介质的介电常数)。

简单地说,库仑定律的本质是描述了静电作用力的大小。

静电作用力是电场的一部分,它是由电荷之间的作用力而引起的。

库仑定律的背后有许多关于静电力的知识。

第一个是相同电荷之间的排斥作用:如果两个电荷的电荷量相同,它们之间的作用力是相互排斥的,这对任何两个相同的电荷都是适用的,不论它们有多远;另一方面,如果两个电荷是相反的,它们之间会有一个吸引力,这个力也是与它们之间的距离和它们的电荷量成正比。

静电力的另一个有趣的方面是与介质有关。

如果电荷处于介质之间,这个介质的物理性质将直接影响到作用力
的实际大小。

这个物理性质称为电介质的介电常数,在公式中起到了非常重要的作用。

总之,库仑定律是电学中的一项基本原理,即两个点电荷之间的作用力与其电荷量和距离有关,同时受到介质的影响。

它可以用来说明很多静电学的现象,例如静电放电、带电粒子的运动、电子的激发和电子传导等。

在电学中,这些现象都是关系紧密的,因此库仑定律是学习电学的基础。

高中物理选修3-1-库仑定律

高中物理选修3-1-库仑定律

库仑定律知识集结知识元库仑定律知识讲解一、内容:在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.二、表达式:F=k,式中k表示静电力常量,k=9.0×109N∙m2/C2.三、库仑定律适用条件1.库仑定律只适用于真空中的静止点电荷,但在要求不很精确的情况下,空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律.2.当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时,可把带电体看做点电荷.但不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞.其实在这样的条件下,两个带电体已经不能再看做点电荷了.3.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.4.对两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.四、应用库仑定律需要注意的几个问题1.库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.点电荷是一种理想化模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时,可以视其为点电荷而适用库仑定律,否则不能适用.2.库仑定律的应用方法:库仑定律严格地说只适用于真空中,在要求不很精确的情况下,空气可近似当作真空来处理.注意库仑力是矢量,计算库仑力可以直接运用公式,将电荷量的绝对值代入公式,根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力;也可将电荷量带正、负号一起运算,根据结果的正负,来判断作用力是引力还是斥力.3.三个点电荷的平衡问题:要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态,每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反,也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零.例题精讲库仑定律例1.'一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B,由于受到固定的带电小球A的作用,静止在如图所示的位置,丝线与竖直方向夹角为θ,A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。

已知B 球的质量为m,带电荷量为q,静电力常量为k,A、B两球均可视为点电荷,整个装置处于真空中。

库仑定律公式及内容

库仑定律公式及内容

库仑定律公式及内容库仑定律(Coulomb's Law)是电磁学中最基本的定律,由法国物理学家克劳德·库仑在1785年发表。

该定律描述了电荷之间万有引力的大小及方向,即电荷间相互作用的实际情况。

这个定律是电磁学的基础,也是其余电磁学理论的基础之一。

库仑定律的公式和内容如下:1. 库仑定律的公式:F=k \frac{Q_1Q_2}{r^2}其中,F为两个电荷之间的作用力,Q1、Q2分别为两个电荷的数量,r为两个电荷之间的距离,k为一个常数,值为9×109N・m2/C2 。

2. 库仑定律的内容:(1)电荷之间的作用力是相互的,即两个电荷之间的作用力是对称的,两个电荷的作用力相等而方向相反。

(2)电荷之间的作用力是成正比的,即两个电荷的电荷数量越多,作用力越大;反之,如果电荷数量越少,作用力越小。

(3)电荷之间的作用力是成反比的,即两个电荷之间的距离越远,作用力越小;反之,如果两个电荷之间的距离越近,作用力越大。

库仑定律是电磁学中最基本的定律,它描述了电荷之间作用力的大小和方向,即两个电荷之间作用力的大小及方向是互相影响的。

库仑定律表明,两个电荷之间的作用力是成正比、成反比的,即两个电荷的电荷数量越多,作用力越大;反之,如果两个电荷之间的距离越远,作用力越小。

此外,库仑定律也表明,两个电荷之间的作用力是相互的,即两个电荷之间的作用力是对称的,两个电荷的作用力相等而方向相反。

库仑定律的发现和发展是人类对电磁学研究的重要贡献,它不仅为电磁学奠定了基础,也成为后来其他电磁学理论的基础之一。

库仑定律是电动势和电场的基本定律,在电工、无线电、光学、声学等科学领域都有着广泛的应用。

库仑定律有助于我们理解和控制电场,是研究电力学的基础定律,也是电子技术的基础。

库仑定律讲解及习题(含答案)

库仑定律讲解及习题(含答案)

第1章静电场第02节 库仑定律[知能准备]1.点电荷:无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 .它是一个理想化的模型. 2.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 成正比,跟它们的距离的 成反比,作用力的方向在它们的 .3.库仑定律的表达式:F = 221rq q k ; 其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量, k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例1半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22Lq k C .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确 解析:应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏离球心,在计算其静电力F 时,就不能用两球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L ,如图1—2—1(a )所示,图1—2—1 图1—2—2则F < 22Lq k ,故A 选项是对的,同理B 选项也是正确的. 3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向.4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.例2 如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球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有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4解析:根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量,因为F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能是F 2,故选项B 正确.例2 两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1=q 2, m 1= m 2图1—2—3解析:两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F 1.由平衡条件得:0sin 11221=-θF rq q k 0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理,对m 2分析得:.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=,所以21θθtg tg =,所以21m m =. 可见,只要m 1= m 2,不管q 1、q 2如何,1θ都等于2θ.所以,正确答案是C.讨论:如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样?如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上)因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何,两式中的221gr q kq 是相等的. 所以m 1> m 2时,1θ<2θ, m 1< m 2时,1θ>2θ.5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.例3 a 、b 两个点电荷,相距40cm ,电荷量分别为q 1和q 2,且q 1=9 q 2,都是正电荷;现引入点电荷c ,这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析:点电荷c 应为负电荷,否则三个正电荷相互排斥,永远不可能平衡.由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用,三个点电荷只有处在同一条直线上,且c 在a 、b 之间才有可能都平衡.设c 与a 相距x ,则c 、b 相距(0.4-x),如点电荷c 的电荷量为q 3,根据二力平衡原理可列平衡方程:a 平衡: =2214.0q q k 231x q q kb 平衡: .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡: 231x q q k =.)4.0(232x q q k - 显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可得有意义的解: x =30cm 所以 c 在a 、b 连线上,与a 相距30cm ,与b 相距10cm .q 3=12161169q q =,即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷,q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ,A 带电荷量7Q ,B 带电荷量﹣Q ,C 不带电.将A 、B 固定,然后让C 反复与A 、B 接触,最后移走C 球.问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析: C 球反复与A 、B 球接触,最后三个球带相同的电荷量,其电荷量为Q′=3)(7Q Q -+=2Q .A 、B 球间原先的相互作用力大小为F =./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′= 4F /7.所以 :A 、B 间的相互作用力变为原来的4/7.点评: 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时,通常不带电荷的正、负号,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.如图1—2—5所示.在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放,已知刚释放时Q A 的加速度为a ,经过一段时间后(两电荷未相遇),Q B 的加速度也为a ,且此时Q B 的速度大小为v ,问:(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能? 解析:题目虽未说明电荷的电性,但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律).两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大).对Q A 和Q B 构成的系统来说,库仑力是内力,系统水平方向动量是守恒的.(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1,则:F 1= m a .当Q B 的加速度为a 时,作用力大小为F 2,则:F 2=2 m a .此时Q A 的加速度a′=.222a mma m F == 方向与a 相同. 设此时Q A 的速度大小为v A ,根据动量守恒定律有:m v A =2 m v ,解得v A =2 v ,方向与v 相反.(2) 系统增加的动能 E k =kA E +kB E =221A mv +2221mv ⨯=3m 2v 6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.[同步检测]1.下列哪些带电体可视为点电荷A .电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C .带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D .带电的金属球一定不能视为点电荷2.对于库仑定律,下面说法正确的是A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F = 221rq q k ; 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 的带电金属球心相距为4r 时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d ,相互作用力大小为F ,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F ,则两点之间的距离应是A .4dB .2dC .d/2D .d/44.两个直径为d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d 时的作用力为( )A .F /100B .10000FC .100FD .以上结论都不对图13—1—55.两个带正电的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,它们的加速度之比将A.保持不变B.先增大后减小C.增大D.减小6.两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的电荷量,相互作用的斥力为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.O B.F C.3F D.4F7.如图1—2—6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β,由此可知A.B球带电荷量较多B.B球质量较大C.A球带电荷量较多D.两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q1和q2,用长均为L的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为.9.两个形状完全相同的金属球A和B,分别带有电荷量qA =﹣7×108-C和qB=3×108-C,它们之间的吸引力为2×106-N.在绝缘条件下让它们相接触,然后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是(填“排斥力”或“吸引力”),大小是.(小球的大小可忽略不计)10.如图1—2—7所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时,恰与A等高,若B的质量为303 g,则B带电荷量是多少?(g取l0 m/s2)[综合评价]1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F2,则F1和F2的大小关系为:A.F1=F2D.F1> F2C.F1< F2D.无法比较2.如图1—2—8所示,在A点固定一个正点电荷,在B点固定一负点电荷,当在C点处放上第三个电荷q时,电荷q受的合力为F,若将电荷q向B移近一些,则它所受合力将A.增大D.减少C.不变D.增大、减小均有可能.图1—2—6图1—2—7图1—2—9图1—2—83.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q 2=﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.4.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么 ( )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.5.如图1—2—10所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 1和q 2,质量分别为m 1和m 2,当两球处于同一水平面时,α >β,则造成α >β的可能原因是:A .m 1>m 2B .m 1<m 2C q 1>q 2D .q 1>q 26.如图1—2—11所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同D .A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.7.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ,已知q A =+2.0×108-C ,q B =+8.0×108-C ,现引入电荷C ,电荷量Qc =+4.0×108-C ,则电荷C 置于离A cm ,离Bcm 处时,C 电荷即可平衡;若改变电荷C 的电荷量,仍置于上述位置,则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变),若改变C 的电性,仍置于上述位置,则C 的平衡 ,若引入C 后,电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡,则C 电荷电性应为 ,电荷量应为 C .8.如图1—2—12所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A 球带9Q 的正电荷,B 球带Q 的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a ,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为 .9.如图1—2—13所示,两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ,连接小球的绝缘细线长度都是l ,静电力常量为k ,重力加速度为g .则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—1310.如图1—2—14所示,一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置.固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ,B 球质量为m 、电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A 、B 两球间的距离.第二节 库仑定律知能准备答案:1.点电荷 2.乘积 平方 连线上 同步检测答案:1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力,3.8×107-N 10.106-C综合评价答案:1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变,不变,负,8×910-8.16a/99.mg lq k +222mg 10.mg kQq 3 图1—2—14。

库仑定律公式及内容

库仑定律公式及内容

库仑定律公式及内容库仑定律是电磁学中最基本的定律之一,描述了两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量和它们之间的距离的关系。

库仑定律可以用数学公式表示如下:\[F=\frac{k\cdot q_1\cdot q_2}{r^2}\]其中,F表示两个电荷之间的相互作用力,k是库仑常量,q1和q2分别是两个电荷的电荷量,r是两个电荷之间的距离。

库仑定律是通过对电荷的性质进行实验观察总结出来的,它揭示了电荷量相同的两个点电荷之间的相互作用力于它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

根据库仑定律,如果两个电荷都是正电荷或都是负电荷,它们之间的作用力是吸引力;如果两个电荷一个为正电荷一个为负电荷,它们之间的作用力是斥力。

库仑定律与万有引力定律具有相似性。

它们都是属于中心力场的定律,即只与两个物体之间的距离有关。

不同的是,库仑定律描述的是两个电荷之间的相互作用力,而万有引力定律描述的是两个物体之间的相互引力。

库仑定律的重要性在于它为电磁学的其他定律和原理提供了基础。

例如,由库仑定律可以推导出电场的概念和分布电荷的电场。

库仑定律也是电磁感应和电磁波等现象的基础。

库仑定律的应用广泛。

在物理学和化学的研究中,库仑定律用于计算和解释电荷间的相互作用力和引力。

在工程学中,库仑定律用于电力系统设计和电荷分布的分析。

在生物学中,库仑定律被用于研究细胞内和分子间的相互作用力等。

需要注意的是,库仑定律只适用于两个点电荷之间的相互作用力计算。

在实际情况中,电荷分布一般是连续的,并不是离散的点电荷。

对于连续电荷分布的情况,需要使用积分来计算相互作用力。

总之,库仑定律是电磁学中最基本的定律之一,描述了两个点电荷之间相互作用力与它们的电荷量和它们之间的距离的关系。

它具有重要的理论和实际应用价值,为电磁学提供了基础。

高中物理选修3-1库仑定律知识点考点高考题总结

高中物理选修3-1库仑定律知识点考点高考题总结

1-2库仑定律1.定律内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成 ,跟它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上.电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力.2.库仑定律的表达式 库仑力F ,可以是引力,也可以是斥力,由电荷的电性决定.k 称静电力常量,k=9.0×109 N ·m 2/C 2.3.库仑定律的适用条件: , ,空气中也可以近似使用.电荷间的作用力遵守牛顿第三定律,即无论Q 1、Q 2是否相等,两个电荷之间的静电力一定是大小相等,【例2】(2004·广东)已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电荷量为32 e ,下夸克带电荷量为-31e ,e 为电子所带电荷量的大小.如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l ,l =1.5×10-15 m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力).[解析]本题考查库仑定律及学生对新知识的吸取能力和对题中隐含条件的挖掘能力.关键点有两个:(1)质子的组成由题意得必有两个上夸克和一个下夸克组成.(2)夸克位置分布(正三角形).质子带电荷量为+e ,所以它是由两个上夸克和一个下夸克组成的.按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处.这时上夸克与上夸克之间的静电力应为:F 1=k 23232l ee ⨯=94k 22l e 代入数值,得F 1=46 N ,为斥力上夸克与下夸克之间的静电力为F 2=k 23231lee ⨯=92k 22l e 代入数值,得F 2=23 N ,为引力.【方法总结】此题型新颖,立意较独特,体现了从知识立意向能力立意发展的宗旨.关键在于挖掘题目的隐含条件,构建夸克位置的分布图.[基本概念]1. 电荷及电荷守恒定律()基元电荷:11601019e C =⨯-. (2)电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体这一部分转移到另一部分,这叫做电荷守恒定律。

库仑定律ppt课件

库仑定律ppt课件

3
7
)
25.(2021 海南卷)如图,形对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上,两斜面与
水平面夹角均为α=60°,其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q
分别静止在M、N上,P、Q连线垂直于斜面M,已知最大静摩擦力等于滑动
结论1:两同夹异
问题2:A和B、C电荷量的大小关系?
对C球:FBC FAC
qc
r1
q B qc
q A qc
k
k 2
2
( r1 r2 )
r1
q B ( r1 r2 )

2
qA
r1
qB q A
2
qA
FBC
C
FAC
qB
r2
FAB
B
FCB
两侧电荷量大,中间电荷量小
结论2:两大夹小
对B球:FAB FCB

将趋向于无穷大
C.所带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B 相互作用时,B受到
的静电力是A受到的静电力的3倍
D.库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
答案:D
2.两个分别带有电荷量-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,它们之间库仑力的大小为F。两小球相互
接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为( )
A.Q3为负电荷,且放于A左方
B.Q3为负电荷,且放于B右方
C.Q3为正电荷,且放于A与B之间
D.Q3为正电荷,且放于B右方
答案:A
库仑力作用下悬挂体的平
衡问题
大本11页【例3】 如图,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂
于O点,电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。绝缘细线长为l,

库仑定律-高中物理

库仑定律-高中物理

库仑定律库仑定律(英文:Coulomb's law):是电磁场理论的基本定律之一。

真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥,异名电荷相吸。

公式:F=k*(q1*q2)/r^2 。

库仑定律成立的条件:真空中;静止;点电荷。

(静止是在观测者的参考系中静止,中学计算一般不做要求)库仑定律:法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现,因而命名的一条物理学定律。

库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。

因此,电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。

库仑定律阐明,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比,作用力的方向在它们的连线上,同号电荷相斥,异号电荷相吸。

真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小,跟它们的电荷量Q1.Q2的乘积成正比,跟它们的距离r的二次方成反比;作用力的方向沿着它们的连线。

同种电荷相斥,异种电荷相吸。

上述结论可表示为F=KQ1.Q2/r²,式中,K是静电常量。

如果各个物理量都采用国际制单位,即电荷量的单位用C(库),力的单位用N,距离的单位用m,则K=9.0×910N·m²/C²定义:真空中两个静止点电荷之间的互相作用力,与它们的距离的2次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

验证:库仑定律是1784年至1785年间法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验总结出来的。

物理意义(1)描述点电荷之间的作用力,仅当带电体的半径远小于两者的平均距离,才可看成点电荷(2)描述静止电荷之间的作用力,当电荷存在相对运动时,库仑力需要修正为电磁力(Lorentz力)。

但实践表明,只要电荷的相对运动速度远小于光速c,库仑定律给出的结果与实际情形很接近。

注意事项(1)库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力,非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。

库仑定律讲解及习题(附含答案解析)

库仑定律讲解及习题(附含答案解析)

第1章静电场第02节 库仑定律[知能准备]1.点电荷:无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 .它是一个理想化的模型. 2.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 成正比,跟它们的距离的 成反比,作用力的方向在它们的 .3.库仑定律的表达式:F = 221rq q k ; 其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量,r 表示它们的距离,k 为比例系数,也叫静电力常量,k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例1半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22Lq k C .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确 解析:应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏离球心,在计算其静电力F 时,就不能用两球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L ,如图1—2—1(a )所示,图1—2—1 图1—2—2则F < 22Lq k ,故A 选项是对的,同理B 选项也是正确的.3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向.4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.例2 如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球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有向线段中的一条来表示,它应是A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4解析:根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量,因为F b 大于F a ,F b 与F a 的合力只能是F 2,故选项B 正确.例2 两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1=q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1=q 2, m 1= m 2图1—2—3解析:两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F 1.由平衡条件得:0sin 11221=-θF rq q k 0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理,对m 2分析得:.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=,所以21θθtg tg =,所以21m m =. 可见,只要m 1= m 2,不管q 1、q 2如何,1θ都等于2θ.所以,正确答案是C.讨论:如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样?如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上)因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何,两式中的221grq kq 是相等的.所以m 1> m 2时,1θ<2θ, m 1< m 2时,1θ>2θ.5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.例3 a 、b 两个点电荷,相距40cm ,电荷量分别为q 1和q 2,且q 1=9 q 2,都是正电荷;现引入点电荷c ,这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析:点电荷c 应为负电荷,否则三个正电荷相互排斥,永远不可能平衡.由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用,三个点电荷只有处在同一条直线上,且c 在a 、b 之间才有可能都平衡.设c 与a 相距x ,则c 、b 相距(0.4-x),如点电荷c 的电荷量为q 3,根据二力平衡原理可列平衡方程:a 平衡: =2214.0q q k 231x q q kb 平衡: .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡: 231x q q k =.)4.0(232x q q k - 显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可得有意义的解: x =30cm 所以 c 在a 、b 连线上,与a 相距30cm ,与b 相距10cm .q 3=12161169q q =,即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷,q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ,A 带电荷量7Q ,B 带电荷量﹣Q ,C 不带电.将A 、B 固定,然后让C 反复与A 、B 接触,最后移走C 球.问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析: C 球反复与A 、B 球接触,最后三个球带相同的电荷量,其电荷量为Q′=3)(7Q Q -+=2Q .A 、B 球间原先的相互作用力大小为F =./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′= 4F /7.所以 :A 、B 间的相互作用力变为原来的4/7.点评: 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时,通常不带电荷的正、负号,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.如图1—2—5所示.在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放,已知刚释放时Q A 的加速度为a ,经过一段时间后(两电荷未相遇),Q B 的加速度也为a ,且此时Q B 的速度大小为v ,问:(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能? 解析:题目虽未说明电荷的电性,但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律).两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大).对Q A 和Q B 构成的系统来说,库仑力是内力,系统水平方向动量是守恒的.(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1,则:F 1= m a .当Q B 的加速度为a 时,作用力大小为F 2,则:F 2=2 m a .此时Q A 的加速度a′=.222a mma m F == 方向与a 相同. 设此时Q A 的速度大小为v A ,根据动量守恒定律有:m v A =2 m v ,解得v A =2 v ,方向与v 相反.(2) 系统增加的动能 E k =kA E +kB E =221A mv +2221mv ⨯=3m 2v 6.库仑定律表明,库仑力与距离是平方反比定律,这与万有引力定律十分相似,目前尚不清楚两者是否存在内在联系,但利用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求解.[同步检测]1.下列哪些带电体可视为点电荷A .电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C .带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D .带电的金属球一定不能视为点电荷2.对于库仑定律,下面说法正确的是A .凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F = 221r q q k ; 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 的带电金属球心相距为4r 时,对于它们之间相互作用的静电力大小,只取决于它们各自所带的电荷量3.两个点电荷相距为d ,相互作用力大小为F ,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F ,则两点之间的距离应是A .4dB .2dC .d/2D .d/44.两个直径为d 的带正电的小球,当它们相距100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d时图13—1—5的作用力为( )A.F/100 B.10000F C.100F D.以上结论都不对5.两个带正电的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,它们的加速度之比将A.保持不变B.先增大后减小C.增大D.减小6.两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的电荷量,相互作用的斥力为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.O B.F C.3F D.4F7.如图1—2—6所示,大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥,静止时两球位于同一水平面上,绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢,且α < β,由此可知A.B球带电荷量较多B.B球质量较大C.A球带电荷量较多D.两球接触后,再静止下来,两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′,则仍有α ′< β′8.两个质量相等的小球,带电荷量分别为q1和q2,用长均为L的两根细线,悬挂在同一点上,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为.9.两个形状完全相同的金属球A和B,分别带有电荷量qA =﹣7×108-C和qB=3×108-C,它们之间的吸引力为2×106-N.在绝缘条件下让它们相接触,然后把它们又放回原处,则此时它们之间的静电力是(填“排斥力”或“吸引力”),大小是.(小球的大小可忽略不计)10.如图1—2—7所示,A、B是带等量同种电荷的小球,A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上,B平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时,恰与A等高,若B的质量为303g,则B带电荷量是多少?(g取l0 m/s2)[综合评价]1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F 1,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F2,则F1和F2的大小关系为:A.F1=F2D.F1> F2C.F1< F2D.无法比较2.如图1—2—8所示,在A点固定一个正点电荷,在B点固定一负点电荷,当在C点处放上第三个电荷q时,电荷q受的合力为F,若将电荷q向B移近一些,则它所受合力将A.增大D.减少C.不变D.增大、减小均有可能.图1—2—6图1—2—7图1—2—9图1—2—83.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q 2=﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是A .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对.4.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.5.如图1—2—10所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 1和q 2,质量分别为m 1和m 2,当两球处于同一水平面时,α >β,则造成α >β的可能原因是:A .m 1>m 2B .m 1<m 2C q 1>q 2D .q 1>q 26.如图1—2—11所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同D .A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.7.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ,已知q A =+2.0×108-C ,q B =+8.0×108-C ,现引入电荷C ,电荷量Qc =+4.0×108-C ,则电荷C 置于离A cm ,离Bcm 处时,C 电荷即可平衡;若改变电荷C 的电荷量,仍置于上述位置,则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变),若改变C 的电性,仍置于上述位置,则C 的平衡 ,若引入C 后,电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡,则C 电荷电性应为 ,电荷量应为 C .8.如图1—2—12所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A 球带9Q 的正电荷,B 球带Q 的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a ,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为 .9.如图1—2—13所示,两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ,连接小球的绝缘细线长度都是l ,静电力常量为k ,重力加速度为g .则连结A 、B 的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—1310.如图1—2—14所示,一个挂在丝线下端的 带正电的小球B 静止在图示位置.固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ,B 球质量为m 、电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A 、B 两球间的距离.第二节 库仑定律知能准备答案:1.点电荷 2.乘积 平方 连线上 同步检测答案:1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力,3.8×107-N 10.106-C综合评价答案:1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变,不变,负,8×910-8.16a/99.mg l q k +222mg 10.mgkQq 3 图1—2—14。

高中物理每日一点十题之库仑定律

高中物理每日一点十题之库仑定律

高中物理每日一点十题之库仑定律一知识点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,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.这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力.2.库仑定律的表达式:F=k q1q2r2.①q1、q2指的是两带电体电荷量的绝对值;②r指的是两点电荷间的距离;③k叫作静电力常量,与带电体周围介质有关.真空中:k=9.0×109 N·m2/C2(空气中近似相等).3.库仑定律适用范围:(1)真空中(空气也可);(2)静止(小于光速即可,要求不严格);(3)点电荷(理想化模型).4.点电荷(1)定义:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,可将其看作带电的点,叫作点电荷.(2)带电体看成点电荷的条件:带电体本身的大小远小于它们之间的距离.(3)点电荷是一个理想化模型,与力学中的质点类似.十道练习题(含答案)一、单选题(共8小题)1. 下列关于点电荷的说法正确的是( )A. 任何带电球体,都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B. 体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C. 当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D. 一切带电体都可以看成是点电荷2. 下列关于点电荷和元电荷的说法正确的是( )A. 只有体积小的带电体才可以看成点电荷B. 元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量C. 物体带电量有可能为4.0×10-19 CD. 两个相距很近的带电球体,可以看成是电荷集中在球心的点电荷3. 关于库仑定律公式F=k,下列说法正确的是( )A. 该公式对任何情况都适用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. 当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D. 当真空中的两个电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式不适用了4. 对于库仑定律,下面说法正确的是( )A. 相互作用的两个点电荷,若它们的电荷量不相同,它们之间的库仑力大小一定不同B. 静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2,是由卡文迪许利用扭秤实验测得的C. 库仑定律遵从平方反比规律,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大D. 库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力5. 在真空中有甲、乙两个点电荷,其相互作用力为F.要使它们之间的相互作用力为2F,下列方法可行的是( )A. 使甲、乙电荷量都变为原来的倍B. 使甲、乙电荷量都变为原来的倍C. 使甲、乙之间距离变为原来的2倍D. 使甲、乙之间距离变为原来的倍6. 如图所示,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架上,两球心间的距离l是球半径的3倍.若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之间的万有引力F引和库仑力F库的表达方式正确的是( )A. F引=G,F库=kB. F引≠G,F库≠kC. F引≠G,F库=kD. F引=G,F库≠k7. 有三个完全相同的金属小球A、B、C,A所带电荷量为+7Q,B所带电荷量为-Q,C不带电.将A、B固定起来,然后让C反复与A、B接触,最后移去C.A、B间的库仑力大小变为原来的( )A. B. C. D.8. 真空中两个完全相同的金属小球A、B(可看成点电荷)带同种电荷,其所带电荷量大小之比为1∶9.相隔一定距离时,它们之间的库仑力大小为F.现将A、B球接触后再放回原处,则它们之间的库仑力大小变为( )A. FB. FC. 16FD. 25F二、多选题(共2小题)9. 两个相同的金属小球(视为点电荷),带电荷量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的( )A. B. C. D.10. 在真空中有两个完全相同的金属带电小球(视为点电荷),所带电荷量分别为-q1和+q2,其相互作用力大小为F,今将两小球接触一下再放回原处,这时相互作用力大小为,则两球原来带电荷量大小的关系是( )A. q1∶q2=1∶3B. q1∶q2=2∶3C. q1∶q2=3∶1D. q1∶q2=4∶11. 【答案】C【解析】能否把一个带电体看成点电荷,关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状.能否把一个带电体看作点电荷,不能以它的体积大小而论,应该根据具体情况而定,若它的体积和形状可不予考虑,就可以将其看成点电荷,若带电球体电荷分布不均匀,则球形带电体不能看成电荷全部集中于球心的点电荷,故选项C正确.2. 【答案】B【解析】带电体看作点电荷的条件是当带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的,故A错误;元电荷为最小的电荷量,大小为:e=1.60×10-19 C,一个电子或一个质子所带的电荷量为元电荷,选项B正确;物体的带电量是元电荷的整数倍,4.0×10-19 C不是1.60×10-19 C的整数倍,故C错误;两个相距很近的带电球体,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理,故D错误.故选B.3. 【答案】D【解析】库仑定律适用于真空中的静止点电荷,当真空中两个电荷间的距离r→0时,两电荷不能看成点电荷,库仑定律的公式不适用,故选项D正确.4. 【答案】D【解析】相互作用的两个点电荷之间的作用力是相互作用力,则它们之间的库仑力大小一定相等,与它们的电荷量是否相同无关,选项A错误;静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2,卡文迪许利用扭秤实验测得引力常量,选项B错误;库仑定律遵从平方反比规律,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑定律不再适用,选项C错误;库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,选项D正确.5. 【答案】B【解析】真空中有两个点电荷,它们之间的相互作用力为F,即为F=k,若使它们之间的相互作用力为2F,可保持距离不变,使甲、乙电荷量都变为原来的倍,则库仑力变为原来的2倍,故A 错误,B正确;保持两点电荷的电荷量不变,使它们之间的距离变原来的倍,则库仑力变为原来的2倍,故C、D错误.6. 【答案】D【解析】由于a、b所带异种电荷相互吸引,所以它们各自的电荷分布不均匀,相互靠近的一侧电荷分布比较密集.又l=3r,不满足l≫r的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律计算a、b间的库仑力,故F库≠k.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,虽然本题中不满足l≫r,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,故两球壳可看作质量集中于球心的质点,所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力,故F=F引=G,故D正确.7. 【答案】C【解析】C与A、B反复接触,最后A、B、C三者所带电荷量相等,即q A′=q B′=q C′==2Q,设A、B两球球心的距离为r,则A、B间的库仑力大小F′=k=,原来A、B间的库仑力大小F=k=,故=,C正确,ABD错误.8. 【答案】B【解析】相互接触前,设A、B所带电荷量大小分别为q、9q.由库仑定律可得F=k=9.小球A、B带同种电荷,故两球接触再分开后平分全部电荷量,两球的带电荷量均变为5q,则两球间库仑力大小变为F′=25=F,故B正确,A、C、D错误.9. 【答案】CD【解析】设两小球的电荷量分别为q和7q,则原来相距r时的相互作用力F=k=k,由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算可分为两种情况:(1)两球电性相同,相互接触时两球电荷量平均分配,每球带电荷量为=4q.放回原处后的相互作用力F1=k=k,故=.(2)两球电性不同,相互接触时电荷先中和再平分,每球带电荷量为=3q.放回原处后的相互作用力F2=k=k,故=.故选CD.10. 【答案】AC【解析】开始时两球之间的库仑力大小F=k,若q1∶q2=2∶3,则两球接触后,每个小球的带电荷量都为+或+,再放回原处,两球之间的库仑力大小为F′=k=,显然不符合题意,故选项B错误.同理可知A、C对,D错.。

库仑定律 课件

库仑定律   课件

例1.有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球A、B、 C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定起 来,然后让C球反复与A、B接触,最后移去C球,
试问A、B间的库仑力变为原来的多少?
解:由于C在A、B间反复接触,故最终三个球的带
电量必相同。
qA
qB
7Q Q 3
2Q

F
k
qAqB r2
库仑定律
一、库仑定律
1.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。
电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。 2.适用范围: (1)真空中 (2)静止的 (3)点电荷
点电荷 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,
式中的k是比例系数,叫做静电常量。
k 9.0109 N m2 / C2
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
如何确定r (1)若是点电荷,r为两点间距离 (2)均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用,
r是两球心间的距离
r
(3)公式不适用于 r 0 的情况
多个点电荷的问题
q1 q3
q2
实验证明:两个点电荷之间的作用力不因第三个点电 荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点电荷对 某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个电 荷的作用力的矢量和
k
7Q Q r2
7k
Q2 r2
F
k
qA qB r2
k
2Q 2Q r2
4k
Q2 r2
F 4 F7
即A、B间的库仑力变为原来的 4
7
例2.真空中有三个点电荷,它们固定在边长为50cm

高中物理电学总结范文大全

高中物理电学总结范文大全

高中物理电学总结范文大全一、电场基本规律1、库仑定律(1)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,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

(2)表达式:k=9。

0109Nm2、C2静电力常量(3)适用条件:真空中静止的点电荷。

2、电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,它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,在转移过程中,电荷的总量保持不变。

(1)三种带电方式:摩擦起电,感应起电,接触起电。

(2)元电荷:最小的带电单元,任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍,e=1、610-19C密立根测得e的值。

二、电场能的性质1、电场能的基本性质:电荷在电场中移动,电场力要对电荷做功。

2、电势(1)定义:电荷在电场中其中一点的电势能Ep与电荷量的比值。

(2)定义式:单位:伏(V)带正负号计算(3)特点:○1电势具有相对性,相对参考点而言。

但电势之差与参考点的选择无关。

○2电势一个标量,但是它有正负,正负只表示该点电势比参考点电势高,还是低。

○3电势的大小由电场本身决定,与Ep和q无关。

○4电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。

(4)电势高低的判断方法○1根据电场线判断:沿着电场线电势降低。

AB○2根据电势能判断:正电荷:电势能大,电势高;电势能小,电势低。

负电荷:电势能大,电势低;电势能小,电势高。

结论:只在电场力作用下,静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。

3、电势能Ep(1)定义:电荷在电场中,由于电场和电荷间的相互作用,由位置决定的能量。

电荷在特定点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。

(2)定义式:带正负号计算(3)特点:○1电势能具有相对性,相对零势能面而言,通常选大地或无穷远处为零势能面。

○2电势能的变化量△Ep与零势能面的选择无关。

4、电势差UAB(1)定义:电场中两点间的电势之差。

物理库仑定律ppt课件

物理库仑定律ppt课件

电场线的指向
电场线的指向表示电场强 度的方向,即正电荷受力 的方向。
电场强度与电势的关系
电势差与电场强度
在匀强电场中,电势差与 电场强度成正比,即 U=E*d。
电势与电场强度
在非匀强电场中,电势与 电场强度没有直接关系, 但沿电场线方向,电势逐 渐降低。
等势面
等势面是电势相等的点所 构成的曲面,在等势面上 移动电荷时,电场力不做 功。
电荷。
点电荷的场强
点电荷在空间中产生的电场强度与 该电荷的电量成正比,与距离的平 方成反比。
电场线
电场线是用来描述电场分布的假想 曲线,其方向与电场强度方向相同 。
电场线的概念
01
02
03
电场线的性质
电场线始于正电荷,终止 于负电荷,且不闭合。在 均匀电场中,电场线是等 距的直线。
电场线的疏密
电场线的疏密程度表示电 场强度的大小,越密集的 地方电场强度越大。
详细描述
在实验中,通过给定两个带电金属球的电量,测量电场力的大小,并观察电场力与电量之间的关系是否符合库仑 定律中的正比关系。
库仑定律的验证
库仑定律可以通过实验进行验证 。
著名的卡文迪许扭秤实验是验证 库仑定律的重要实验之一。
通过测量不同点电荷之间的相互 作用力,可以验证库仑定律的正
确性。
03 库仑定律的应用
电场强度的计算
总结词定律计算 电场中任意一点的电场强度。
物理库仑定律ppt课件
目录
Contents
• 库仑定律的概述 • 库仑定律的推导过程 • 库仑定律的应用 • 库仑定律的拓展 • 库仑定律的实验验证
01 库仑定律的概述
库仑定律的定义
总结词

简述库仑定律的原理和应用

简述库仑定律的原理和应用

简述库仑定律的原理和应用1. 库仑定律的原理库仑定律是描述电荷间相互作用的基本定律,是电磁学的基石之一。

它由英国物理学家查尔斯·奥古斯丁·德·库仑于18世纪末提出,可用来计算静电力的大小和方向。

库仑定律的原理有两个基本要素:电荷量和电荷间距离。

根据库仑定律,两个电荷之间的静电力与它们的电荷量之积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

具体表达式为:$$F = \\frac{{k \\cdot |q_1 \\cdot q_2|}}{{r^2}}$$其中,F表示静电力的大小,k是一个常数,q1和q2分别表示两个电荷的电荷量,r表示两个电荷之间的距离。

2. 库仑定律的应用库仑定律在物理学和工程领域有广泛的应用。

下面列举了几个常见的应用:2.1 静电力计算库仑定律可用于计算两个点电荷之间的静电力。

通过了解电荷量和距离的数值,可以使用库仑定律计算出静电力的大小和方向。

这在电磁学和电场分析中特别有用。

2.2 电荷分布计算库仑定律不仅适用于计算点电荷之间的静电力,还可以推广到计算电荷分布之间的静电力。

对于复杂的电荷分布,可以将其离散为许多小电荷,然后使用库仑定律计算出每对电荷之间的静电力,最后将其求和得到总的静电力。

2.3 电场分析库仑定律是电场分析中基本的数学工具。

根据库仑定律可以计算出每个电荷在空间中产生的电场强度,并进而推导出整个电场的分布情况。

通过电场分析,可以研究电荷的运动轨迹、电场的能量分布等问题。

2.4 静电干扰分析静电干扰是指由电荷积聚导致的电信号干扰。

库仑定律的应用可以帮助工程师分析静电干扰的来源和影响范围,进而采取相应的防护措施。

2.5 粒子加速和粒子束聚焦库仑定律可以用于粒子的加速和聚焦。

通过在电场和磁场的作用下,可以实现对带电粒子的加速和聚焦,从而广泛应用于粒子物理学、核物理学和医学领域。

2.6 静电喷涂和静电除尘库仑定律的应用还可以实现静电喷涂和静电除尘。

物理库仑定律ppt课件

物理库仑定律ppt课件

03
库仑定律的重要性
库仑定律是电磁学的基本定律之一,对于理解电荷之间的相互作用以及
电场、电势等概念具有重要意义。
对未来学习的建议与展望
学习建议
在学习库仑定律之后,建议进一步学习 电场、电势等概念,并掌握这些概念的 应用。
VS
学习展望
在学习电场、电势等概念之后,可以进一 步学习高斯定理、麦克斯韦方程等更高级 的电磁学知识。
关系。
实验结果与理论预测相符,证明 了库仑定律的正确性。
实验结果对于理解电场、电势等 概念具有重要的意义,也为后续
学习电磁场理论奠定了基础。
04
库仑定律在生活中的应用
Chapter
静电现象中的应用
摩擦起电
当两个物体互相摩擦时,由于不同物体对电子的束 缚能力不同,电子会从一个物体转移到另一个物体 ,从而使一个物体带正电,另一个物体带负电。这 种现象可以用库仑定律来解释。
探索新的理论
随着物理学的发展,可能会提出新的理论来解释电学现象, 从而更好地描述和预测实验结果。
实际应用中面临的挑战与问题
电学设备Байду номын сангаас稳定性
在实际应用中,电学设备可能会受到温度、湿度等环境因素的影响,从而影响其稳定性和准确性。
复杂电路的设计
在某些复杂电路中,可能难以准确地计算电流、电压等参数,这需要设计者具备更高的技术水平。
库仑定律的局限性
仅适用于点电荷
库仑定律仅适用于计算两个点电荷之 间的作用力,对于带电体有一定的形 状和大小的情况,该定律可能不适用 。
电场强度有限
库仑定律中的电场强度是有限的,对 于非常强的电场,该定律可能不适用 。
未来发展方向与趋势
发展更精确的实验设备
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

库仑定律的内容:数学表达式:各物理量的单位:静电力常量K=适用条件:例1、关于点电荷的下列说法中正确的是:A .真正的点电荷是不存在的.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例2:下列说法中正确的是:A .点电荷就是体积很小的电荷.B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体.C .根据 可知,当r 趋于0 时,F 趋于∞D .静电力常量的数值是由实验得到的.达标训练;1、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+1.5×10−5 C 和−1.5×10−5 C 的电量时,相互作用力为F2 , 则( A )A .F1 = F2B .F1 <F2C .F1 > F2D .无法判断 ;2、 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( D )。

A .F/2B .F/4C .F/8D .3F/8;3真空中有两个静止的点电荷,它们之间的相互作用力为F 。

若它们的带电量都增加为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为( D )A .F /4B .F /2C .2FD .4F;4 A 、B 两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A 、B 附近时,A 、B 之间的库仑力将( C )A .可能变大B .可能变小C .一定不变D .不能确定5.如图所示,把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B 靠近它,当两小球在同一高度相距3cm 时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B 受到的库仑力F =_0.002N_,小球A 带的电量q A =__2×10-8____.6.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q 置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则( C )A q 一定是正电荷B .q 一定是负电荷C .q 离Q2比离Q1远D .q 离Q2比离Q1近7.如图所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A 和B ,此时,上、下丝线受的力分别为T A 、T B ;如果使A 带正电,B 带负电,上下丝线受力为T A ,、T B ,,则( TA>TB )122q q F k r8. 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( C )A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定9.有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的,如果A带正电,则( C )A. B和C两球均带负电B. B球带负电,C球带正电C .B和C两球中必有一个带负电,而另一个不带电D. B和C两球都不带电10.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,可行的是(B )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1/2D.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1/211.两点电荷A、B带电量q A>q B,在真空中相距为L0,现将电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零,则此位置当A、B为( B )A.同种电荷时,在A、B连线上靠近B一侧B.同种电荷时,在A、B连线上靠近A一侧C.异种电荷时,在BA连线的延长线上靠近A一侧D.异种电荷时,在AB连线的延长线上靠近B一侧12.真空中两个同种点电荷Q1和Q2,它们相距较近,使它们保持静止状态今释放Q2,且Q2只在Q1的库仑力作用下运动,则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是( B )A.速度不断变大,加速度不断变大B.速度不断变大,加速度不断变小C.速度不断变小,加速度不断变大D.速度不断变小,加速度不断变小13.两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r,它们带有等量同种电荷q时,相互间的库仑力为F1,若距离不变,它们带有等量异种电荷q时,库仑力为F2,则两力大小(B )A.F1>F2B.F1<F2C.F1=F2D.无法确定14.如图所示,在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C,三球质量均为m,相距均为L,若三球均带电,且q A= + 10q,q B= + q,为保证三球间距不发生变化,将一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右匀速运动。

求:(1)F的大小;(2)C球的电性和电量。

70kq2/L2负电40q/3例1:已经证实,质子,中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成,上夸克带电2 e /3,下夸克带电为- e /3, e为电子所带电荷量的大小,夸克之间距离为1.5x10-15m,相邻夸克的库仑力多大?K*(2e/3*e/3)/1.5x10-15例2.如图所示,把质量为2.0×10-3kg的带电小球B用细线悬挂起来.若将带电荷量为4.0×10-8C的小球A靠近B,则平衡时细线与竖直方向成45°角.已知A、B在同一水平面上且相距0.3 m,B球所带的电荷量为__________ C.(取g=10 m/s2)例3.真空中光滑绝缘平面上,分别放置两个电荷量为-Q、+9Q的点电荷A、B,如图所示,且A、B间的距离为60 cm.然后在另一位置放置点电荷C,这时三个点电荷都处于平衡状态,求C的电荷量以及相对A的位置.例4.行星绕恒星运动由万有引力提供向心力,你知道电子绕原子核运动由_____提供向心力,已知电子的质量为m,原子核与电子的带电荷量都为e,电子绕原子核做圆周运动的半径为r,静电力常量为k,求:(1)电子转动的线速度;(2)电子做圆周运动的周期.例5.两个完全相同的小球A和B,只有A带有一定的电荷量,A、B接触后分开,相距1 m时测得相互作用力等于1 N,求接触前A的电荷量是元电荷的多少倍?9000000000倍例6如图所示,两个带电小球A、B的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2.静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2,且恰好处于同一水平面上.下列说法正确的是()A.若q1=q2,则θ1=θ2B.若q1<q2,则θ1>θ2C.若m1=m2,则θ1=θ2D.若m1<m2,则θ1>θ2已经证实,质子,中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成,上夸克带电2 e /3,下夸克带电为- e /3, e为电子所带电荷量的大小,夸克之间距离为1.5x10-15m,相邻夸克的库仑力多大?例7如图所示,一个半径为R的圆环均匀带电,ab是一个极小的缺口,缺口长为L(L<<R),圆环的带电量为Q(正电荷),在圆心处放置一个带电量为q的负电荷,试求负电荷受到的库仑力。

例8一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷,另一电量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷所受力的为零,现在球壳上挖去半径为r(r<<R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少?(已知静电力恒量为k),方向如何.例9如图所示:q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距为l1,q2与q3之间的距为l2,且每个电荷都处于平衡状态。

(1)如q2为正电荷,则q1为______电荷,q3为______电荷。

(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是:______︰______︰______达标训练:1.两个带有等量电荷的铜球,相距较近且位置保持不变,设它们带同种电荷时的静电力为F,它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F,则F和F的大小关系为:A A.F=F D.F> F C.F< F D.无法比较2.如图所示,在A点固定一个正点电荷,在B点固定一负点电荷,当在C点处放上第三个电荷q时,电荷q受的合力为F,若将电荷q向B移近一些,则它所受合力将AA.增大D.减少C.不变D.增大、减小均有可能.3.真空中两个点电荷,电荷量分别为q 1=8×109-C 和q =﹣18×109-C ,两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图所示.有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点,恰好能静止,则这点的位置是AA .a 点左侧40cm 处B .a 点右侧8cm 处C .b 点右侧20cm 处D .以上都不对. 4.如图所示,+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷,Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( A )A.Q 3应为负电荷,放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷,放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷,放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷,放在Q 2的右边.5.如图所示,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q 和q ,质量分别为m 和m ,当两球处于同一水平面时,α >β,则造成α >β的可能原因是:ABA .m 1>mB .m<mC q >qD .q >q6.如图所示,A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知m A =2m B ,A v =20v ,B v =0v .当两电荷相距最近时,有( )A .A 球的速度为0v ,方向与A v 相同B .A 球的速度为0v ,方向与A v 相反C .A 球的速度为20v ,方向与A v 相同D .A 球的速度为20v ,方向与A v 相反.7.真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ,已知q A =+2.0×108-C ,q B =+8.0×108-C ,现引入电荷C ,电荷量Qc =+4.0×108-C ,则电荷C 置于离A cm ,离Bcm 处时,C 电荷即可平衡;若改变电荷C 的电荷量,仍置于上述位置,则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变),若改变C 的电性,仍置于上述位置,则C 的平衡 ,若引入C 后,电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡,则C 电荷电性应为 ,电荷量应为 C .8.如图所示,两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上,其中A球带9Q的正电荷,B球带Q的负电荷,由静止开始释放,经图示位置时,加速度大小均为a,然后发生碰撞,返回到图示位置时的加速度均为.9.如图所示,两个可视为质点的金属小球A、B质量都是m、带正电电荷量都是q,连接小球的绝缘细线长度都是,静电力常量为k,重力加速度为g.则连结A、B的细线中的张力为多大? 连结O、A的细线中的张力为多大?10.如图所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B静止在图示位置.固定的带正电荷的A球电荷量为Q,B球质量为m、电荷量为q,θ=30°,A和B在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A、B两球间的距离.。

相关文档
最新文档