专题 第二节 库仑定律 题型分析-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）

专题　库仑定律  题型分析

专题一  点电荷的理解

例1  下列关于点电荷的说法中，正确的是 (　　)

A．体积大的带电体一定不是点电荷

B．当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷

C．点电荷就是体积足够小的电荷

D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体

解析　带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论。一个带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷。故B正确。

答案　B

归纳总结：一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状来确定。

专题二  库仑定律的应用

例2  如图所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r＝2 m.

(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力．

(2)在O点放入负电荷Q，求Q受的静电力．

(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q3＝1 C且AC＝1 m，求q3所受的静电力．

解析　在A、B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．如果在O点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．在连线上A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1＝和F2＝，其中x为AC之间的距离．C点受力为二力之和，代入

数据为3×1010 N，方向向右．

答案　(1)0　(2)0　(3)3×1010 N，方向向右

归纳总结：不管在O点放什么性质的电荷，该电荷受到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备．另外还可以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究.

专题三  库仑定律和电荷守恒定律的结合

例3  甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C的正电荷，乙球带有3.2×10－16 C的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.

(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？

(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？

解析　(1)因为两球的半径都远小于10 cm，因此可以作为两个点电荷考虑．由库仑定律可求：F＝k＝9.0×109× N＝1.38×10－19 N

两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力．

(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.8－3.2)×10－16 C的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力．

答案　(1)1.38×10－19 N　引力　(2)不能　斥力

归纳总结：两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完全相同的两金属球，电荷才平均分配.

专题四  点电荷的接触问题

例4  三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知(　　)

A．n＝3　　　　　　　　　 B．n＝4

C．n＝5      D．n＝6

解析　设1、2距离为R，则：F＝k，3与2接触后，它们带的电的电量均为：，