1、主讲人：时间:物理精品课件内容完整第九章静电场及其应用2库仑定律1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件.3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算.学习目标知识梳理重点探究随堂演练内容索引NEIRONGSUOYIN课时对点练一、电荷之间的作用力知识梳理1.实验探究：利用如图1所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素.实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ，随着距离的增大而 .图图1增大减小2.库仑定律(1)点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小 ，以致带电体的 、及 对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作 .(2)库仑定律
2、 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 ，与它们的距离的 成反比，作用力的方向在_.这种电荷之间的相互作用力叫作 或 .公式：F ，其中k Nm2/C2，叫作静电力常量.适用条件：a.；b.大得多形状大小电荷分布状况点电荷正比二次方它们的连线上静电力库仑力9.0109在真空中静止点电荷1.库仑扭秤实验是通过悬丝 比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的 成反比.2.库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个 的金属小球，一个带电，一个不带电，互相接触后，电荷量 的方法，发现F与q1和q2的 成正比.二、库仑的实验扭转的角度二次方完全相同平分乘积1.判
3、断下列说法的正误.(1)探究电荷之间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法.()(2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.()(3)两点电荷所带的电荷量越大，它们间的静电力就越大.()(4)两点电荷所带的电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大.()(5)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力.()即学即用2.(2020十堰市高二期末)真空中有两个静止点电荷，它们之间的库仑力的大小为F.若将它们的距离减小为原来的 ，同时将它们的电荷量均增大为原来的2倍，则它们之间的库仑力将变为A.B.F C.4F D.16F若将它们的距离减小为原
4、来的 ，同时将它们的电荷量均增大为原来的2倍，导学探究原子是由原子核和核外电子组成的，核外电子绕核做圆周运动，什么力提供电子做圆周运动的向心力？一、库仑定律的理解和应用重点探究答案原子核对核外电子的库仑力提供电子做圆周运动的向心力.1.点电荷(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)带电体能否看成点电荷视具体问题而定.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷.知识深化2.库仑定律(1)库仑定律只适用于真空中两个静止点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理.(2
5、)当r0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用.(3)两个点电荷之间的静电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.(4)两个规则的带电球体相距比较近时，电荷的分布会发生改变，库仑定律不再适用.例例对于库仑定律，下列说法正确的是A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式FkB.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4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量解析库仑定律适用于真空中的两个静止点电荷，A错误；当
6、两个带电小球离得非常远时，可以看成点电荷来处理，而非常近时带电小球上的电荷分布会发生变化，不再均匀，故不能用库仑定律来计算，B、D错误；两个点电荷之间的库仑力是作用力和反作用力，C正确.例例2A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为q的点电荷时，Q所受的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，则Q所受的静电力为A.B.C.F D.F解析在A处放一电荷量为q的点电荷时，在C处放一电荷量为2q的点电荷时，且不管电荷Q是正电荷还是负电荷，两种情况下，Q受到的静电力的方向都相同.用公式计算静电力时，不必将表示电
7、荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入即可；静电力的方向可根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别.归纳总结导学探究如图2所示，真空中有三个带正电的点电荷A、B、C，它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，电荷量都是Q，则电荷C所受的静电力多大？方向如何？二、静电力的计算图图2答案以C为研究对象，根据库仑定律，点电荷C共受到F1和F2两个力的作用，如图所示，每两个点电荷之间的距离都相同，合力的方向沿A与B连线的垂直平分线向右下方.知识深化1.两个或三个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和.这个结论叫作静电力叠加原理
8、.2.静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现.3.静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图3所示.图图3例3如图4所示，分别在A、B两点放置点电荷Q121014 C和Q221014 C.在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m.如果有一电子静止放在C点处，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，则它所受的静电力的大小为_ N，方向_.图图481021平行于AB连线向左解析电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的静电力FA、FB，如图所示.同理可得：FB8.01021 N.由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的电子受到的静电力大小为F
9、FAFB8.01021 N，方向平行于AB连线向左.针对训练如图5所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知三角形的边长为1 cm，B、C所带电荷量为qBqC1106 C，A所带电荷量为qA2106 C，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为图图5A.180 N，沿AB方向B.180 N，沿AC方向C.180 N，沿BAC的角平分线D.180 N，沿BAC的角平分线解析点电荷B、C对点电荷A的静电力大小相等，如图所示，A受大小相等的两个静电力，两静电力夹角为60，故由矢量的平行四边形定则和几何知识得A受到的静电力的合力大
10、小为方向沿BAC的角平分线，故选项D正确.1.(点电荷)下列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成点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷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点电荷1234随堂演练解析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作用力的影响可以忽略不计时，带电体可看成点电荷，选项C正确.12342.(库仑定律的理解)(2020南平市检测)关于库仑定律，下列说法正确的是A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体B.根据Fk ，当两个带电体间的
11、距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大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1234解析如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计，即可将它看作是一个带电的点，则这样的带电体叫作点电荷，故A错误；两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷了，Fk 已经不能适用，故B错误；根据牛顿第三定律得，A、B相互作用时，B受到的静电力与A受到的静电力大小相等，故C错误；库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷，故D正确.12341234接触后二者所带的电荷量都变为
12、Q，12344.(静电力的叠加)(2020德州市期末)如图6所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab8 cm、ac6 cm、bc10 cm，小球c所受静电力合力的方向平行于ab的连线斜向下.关于小球a、b的电性及所带电荷量比值的绝对值n，下列说法正确的是图图61234解析由题意知c53，a90，由小球c所受静电力合力的方向知a、b带异种电荷，小球a、b对小球c的作用力如图所示.考点一点电荷1.物理学引入“点电荷”概念，从科学方法上来说属于A.观察实验的方法 B.控制变量的方法C.等效替代的方法 D.建立物理模型的方法基础对点练课时对点练123456789解析点电荷是为了研究物
13、理问题方便而引入的物理模型，是由实际物体抽象所得，D正确.2.下列关于点电荷的说法正确的是A.任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看成点电荷应视具体情况而定解析一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，选项D正确，A、B错误；元电荷是指电荷量，点电荷是指带电体的抽象，两者的内涵不同，选项C错误.123456789考点二库仑定律的理解与简单应用3.两个半径为R的带电金属球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为123456789解析因
14、为两球心的距离不比球的半径大得多，所以两带电金属球不能看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布.123456789当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，电荷分布于最近的两侧，当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，电荷分布于最远的两侧，4.电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时，它们之间的相互作用力为F，下列说法错误的是A.如果q1、q2恒定，当距离变为 时，作用力将变为2FB.如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们之间的距离都减半时，作用力变为2FC.如果它们的电荷量和距离都加倍时，作用力不变D.如果它们的电荷量都加倍，距离变为 r时，作用力将变为2F12345678912
15、3456789如果其中一个电荷的电荷量不变，而另一个电荷的电荷量和它们间的距离都减半时，1234567895.(2020重庆西南大学附属中学期中)两个大小、材质完全相同的金属小球a、b，带电荷量分别为3q和q，距离为r时库仑力大小为F1，两小球接触后分开，距离为2r时库仑力大小为F2，r比两小球的半径大得多，则两力大小之比为A.112 B.121 C.34 D.43123456789解析根据库仑定律可知，123456789两小球完全相同，接触后分开，电荷量先中和后平分，所以两力大小之比为121，选项B正确，A、C、D错误.考点三静电力的叠加6.如图1所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角
16、形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，则下列说法正确的是A.C带正电，且QCQBB.C带正电，且QCQBC.C带负电，且QCQBD.C带负电，且QCQB123456789图图1解析因A、B都带正电荷，所以静电力表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的静电力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必须为两个分力的对角线，所以A和C之间的静电力表现为引力，且FCAFBA，所以C带负电，且QCQB，故C正确.1234567897.如图2所示，直角三角形ABC中B30，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、
17、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力的合力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是A.A带正电，QAQB18B.A带负电，QAQB18C.A带正电，QAQB14D.A带负电，QAQB14123456789图图2解析要使C处的正点电荷所受静电力的合力方向平行于AB向左，123456789该正点电荷所受静电力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电.设AC间的距离为L，则BC间的距离为2L.8.(多选)如图3所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的速度v0，A、B小球均可视为质点，则下列说法正确的是123456789能力综合练图图3
18、A.若A、B带异种电荷，B球可能做圆周运动B.若A、B带异种电荷，B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C.若A、B带同种电荷，B球一定做远离A球的变加速曲线运动D.若A、B带同种电荷，B球的动能一定会减小123456789解析带电小球之间的相互作用力大小满足库仑定律，但是是斥力还是引力，取决于两小球所带电荷的电性，为此分两种情况讨论：(1)若两个小球带的电荷为异种电荷，则B球受到A球的引力，方向指向A球，又v0垂直AB.当v0v时，B球将做加速度、速度都变小的离心运动；当v0v时，B球将做加速度、速度逐渐增大的向心运动.123456789(2)若两个小球带的电荷为同种电荷，B球因受A球的库仑
19、斥力而做远离A球的变加速曲线运动(因为A、B距离增大，故库仑斥力变小，加速度变小，速度增大).综上，选项D错误，A、B、C正确.9.如图4所示，abc处在真空中，边长分别为ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm.三个带电小球固定在a、b、c三点，电荷量分别为qa6.41012 C，qb2.71012 C，qc1.61012 C.已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2，三小球可视为点电荷.求c点小球所受静电力的大小及方向.123456789图图4答案7.21011 N方向平行于ab连线向右解析对c点小球受力分析，如图所示，由几何关系知，acbc，abc为直角三角形.123456789本课结束感谢聆听感谢聆听
