1.2库仑定律 导学案

高二物理选修3-1导学案 编制人：董春雪 审核人：董春雪 使用人：董春雪 使用时间：2013年9月3日 编号：2

二、库仑定律

【学习目标】

知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。

了解两种电荷间的作用规律，掌握库仑定律的内容及其应用。 体会类比法在科学研究中的作用

【教学重难点】掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定 库仑定律真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律 一、新知探究

探究一：电荷之间的相互作用力大小决定于哪些因素？ 1，实验中作用力的大小衡量标准是什么？ 2，实验方法：

通过阅读教材演示实验，思考实验现象 得到实验结论：____________________________________________________________________ 请你猜想：电荷之间的作用力的形式？（类比万有引力的公式） 二、库仑定律

1．点电荷条件：当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作 。

2．库仑定律：真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用 ，力的单位用 ，距离的单位用 ，则由实验得出k=9×109 。

3、库仑定律的适用条件： ，

注意：（1）使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向。（2）虽然库仑定律的条件是真空中但在空气中也可以用该公式进行计算。（3）单位必须用国际单位

（4）Q1对Q2有库仑力，同时Q2对 Q1也有库仑力，且这两个力为相互作用力，大小相等方向相反。

练习1,两个半径为R的球体，带有等量电荷Q，球心相距4R，以下说法正确的是（ ）

1

A F=KQ2/16R2 B F>KQ2/16R2 C F

练习2、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．库仑的实验（了解：课本第6页）

5．库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。只要知道了带电体上的电荷分布情况，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出任意带电体之间的静电力。

6、库仑力的矢量性。库仑力和重力、弹力一样，在分析时遵从平行四边形定则。 7、三个电荷在同一直线上只受库仑力处于平衡状态的规律

(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”或记为“两同夹一异”．

(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷中哪个的电荷量小，中间异性电荷距哪个近一些，或可记为“两大夹一小，近小远大”． 三个点电荷的电荷量满足：电荷间距：q1/q2=ri/r2 三、典型例题：

1，氢核（质子）质量为1.67*10-27kg，电子质量是9.1*10-31，之间最短距离为5.3*10-11m 试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力

2，真空中有三个点电荷，固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2*10-6c，求他们各自所受库仑力

2

2

2

q1q3?qq12?qq23

二、课堂例题

1、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（ ） A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法确定

2、两点电荷A、B带电量qA＞qB，在真空中相距为L0，现将检验电荷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（ ） 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

3、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；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，θ=30°，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少?

三、课堂作业

1、真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，它们之间作用力的大小等于（ ） A.F B.3F C.F/3 D.F/9

2、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

1、真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下列的哪些做法可以使它们之间

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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．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍

2

D．保持电荷量不变，使距离变为原来的3倍

3、有三个完全一样的球A、B、C，A球带电荷量为7Q，B球带电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用力变为原来的多少？

4、绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一带点小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是（ ）

课堂小结： 课后延伸：

真空相距3m的光滑绝缘平面上，分别放置两个电荷量为-Q,+Q的点电荷A,B,然后再在某一位置放置点电荷C，这时三个点电荷都处于平衡状态，求C的电量以及相对A的位置.(根据静止平衡条件，分别以A,B,C为研究对象，分别列式)

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