1.2 （讲义）库仑定律-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义+作业（人教版选修3-1）

1.2 库仑定律 【基础知识梳理】 知识点 库仑定律 1． 点电荷 当带电体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，带电体可以看做点电荷． 【补充】 (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． 2．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． (2)公式：F＝k，其中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量． (3)适用条件：①在真空中；②静止点电荷． 【补充】 (1)利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。 (2)当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用。 (3)两个点电荷之间的库仑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。 3．库仑的实验 (1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转角度比较静电力F大小的．实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比． (2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比． 4．库仑力的叠加 （1）对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，都等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和． （2）三个自由点电荷的平衡问题 1　 条件：每个点电荷受另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷的位置是另外两个点电荷的合场强为零的位置。 2　 规律 【例题讲解】 1．对点电荷的理解 例. (多选)下列说法中正确的是(　　) A．点电荷是一种理想化模型，实际上点电荷是不存在的 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．只有球形带电体才可以看成点电荷 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、大小和电荷分布状况对所研究问题的影响是否可以忽略不计 【练】物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。关于点电荷说法正确的是（　　） A．点电荷的带电量可以是任意值 B．物体带电量很大时不可以看作点电荷 C．体积很小的带电体一定能看成点电荷 D．“点电荷”模型与运动学的“质点”模型类似 2．对库仑定理的理解 例. 若把库仑定律的表达式写成更简洁的形式F= ，式中距离r的单位是m，作用力F的单位是N，由此式可定义一种电荷量q的新单位，则用国际单位表示，该新单位是（　　） A． B． C． D． 【练1】在真空中，两个带电荷量分别为+2q和-4q的相同小球A、B（视为点电荷），相隔一定的距离，A受库仑力大小为F；若现将A、B两球接触一下再放回原处，则A受库仑力大小为：（　　） A． B． C． D．F 【练2】如图所示，A、B、C三点在同一直线上，间距 。两点电荷分别置于A、B两点时，其库仑力为F；若将该两点电荷分别置于A、C两点，其库仑力为（　　） A． B． C． D． 【练3】如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球（可视为点电荷）处于静止状态，电荷量分别为qA、qB，相距为L。则A对B的库仑力为（　　） A． ，方向由A指向B B． ，方向由A指向B C． ，方向由B指向A D． ，方向由B指向A 【练4】如图所示，两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（　　） A．若是异种电荷， B．若是同种电荷， C．不论何种电荷， D．不论是何种电荷， 3．库仑力作用下的平衡问题 例1 两个质量分别是 的小球，各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷、且电荷量分别为 时，两丝线张开一定的角度 ，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．若 ，则 B．若 ，则 C．若 ，则 D．若 ，则 例2 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来平衡状态相比较（　　） A．地面对小球B的支持力不变 B．两小球之间的距离不变 C．竖直墙面对小球A的弹力变大 D．小球A位置未必在原来位置的上方 例3 如图所示，三个固定的带电小球 、 和 ，相互间的距离分别为 ， ， 。小球 所受库仑力的合力的方向垂直于 、 连线。设小球 、