高中物理第一章静电场第2节库仑定律学案新人教版选修3_1

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1、2　库仑定律答案：（1）角度　（2）反比　（3）正比　（4）形状　（5）大小　（6）形状　（7）正比　（8）距离的二次方　（9）连线　（10）F＝k　（11）真空中　（12）点电荷1．点电荷（1）概念在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离，以至于带电体本身的形状、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，可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。（2）对点电荷的两点理解①点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。②带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的形状、大小与距离

2、相比能否忽略。即将带电体看做点电荷的前提条件是带电体间的距离远大于带电体本身的尺寸。比如，一个半径为10cm的带电圆盘，如果考虑距它100m处的某个电子的作用力，圆盘可以看做点电荷；而如果这个电子离圆盘只有1cm，那么带电圆盘又相当于无限大的带电平面，就不能够看做点电荷。【例1】下面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看做点电荷B．体积很大的带电体一定不能看做点电荷C．当两个带电体的形状对它们相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷D．任何带电球体，都可看做电荷全部集中于球心的点电荷解析：本题考查对点电荷的理解。带电体能否看做点电荷，和带电

3、体的体积无关，主要看带电体的体积对所研究的问题是否可以忽略，如果能够忽略，则带电体可以看做点电荷，否则就不能。答案：C2．库仑的实验（1）装置库仑做实验用的装置为库仑扭秤，如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B与A所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并把它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转。（2）实验技巧①小量放大——通过悬丝扭转角度可以比较力的大小。②电荷量的确定——在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。库仑发现，两个相同的小球一个带电，一个不带电，互相接触后，它

4、们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，所以他断定这两个小球所带的电荷量相等。用这个方法，可把带电小球的电荷量q分为，，，…这样库仑巧妙地解决了小球带电荷量的测量问题。（3）研究方法：控制变量法（4）实验步骤①保持两球上的电荷量不变，改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r的关系。②保持两球间的距离不变，改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系。（5）实验结论①力F与距离r的二次方成反比，即F∝。②力F与q1和q2的乘积成正比，即F∝q1q2。所以F∝或F＝k。【例2】在库仑扭秤实验中，对于库仑力的研究

5、，用到了下述哪些思想方法（　　）A．均分思想　　　　B．放大法C．控制变量法D．补偿法解析：在研究F与q、r的关系时，用到了控制变量法；为了改变点电荷的电荷量，用到了电荷量均分的思想，把带电小球的电荷量q分为，，，…为了比较力的大小，通过改变悬丝扭转的角度可以使较小的力得到放大，所以正确选项为ABC。答案：ABC3．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，这个规律叫库仑定律。电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。（2）公式（3）适用条件：①在真空中；②点电荷。（4）静电力常量

6、公式中的比例常数k叫做静电力常量，在国际单位制中，k＝9.0×109N·m2/C2，其意义是两个电荷量是1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N。（5）方向：在两个点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。谈重点（1）对于两个均匀带电绝缘球体，可以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。（2）对于两个带电金属球，要考虑金属表面电荷的重新分布。（3）库仑力是短程力，在r＝10－15～10－9m的范围内有效。当两个点电荷间的距离r→0时，其库伦力F→∞，是这样吗？当然不是啦！当r→0时，“点”电荷就不能再视为点电荷了，库仑定律适用的条件被破坏

7、，自然就不再成立。利用F＝k去判断F的大小，也就不再正确了！【例3－1】真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下面哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F（　　）A．使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍B．使每个点电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍C．使其中一个点电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离变为原来的1.5倍D．保持电荷量不变，使距离变为原来的解析：根据库仑定律F＝k，设原来两点电荷间距离为r，则原来两点电荷间的库仑力大小为F＝k.当