第一章 专题 库仑定律及电场力的性质 导学案 -2023-2024学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

库伦定律及电场力的性质 一、库仑定律 库仑力；真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。即：，（静电力常量。r两个点电荷的距离） 1、矢量性：库仑力是矢量，方向在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 2、两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷；相距较近时不能看作点电荷。 3、真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。 4、库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，是一种“性质力”。多电荷对某电荷的库仑力之和满足平行四边形定则。 【例1】关于点电荷，下列说法中正确的是（　　） A．点电荷一定带正电 B．只有带电量很小的带电体才能看作点电荷 C．点电荷一定带负电 D．点电荷是实际带电体的理想化模型 【例2】库仑研究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关，做了如下实验：把一个带正电的物体固定，然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3处，发现情况如图所示，由此，归纳得出的初步结论正确的是（　　） A．电荷之间的作用力大小随距离增大而增大 B．电荷之间的作用力大小与距离无关 C．电荷之间的作用力大小随距离的增大先增大后减小 D．由于小球平衡时丝线与竖直方向夹角在减小，所以电荷之间的作用力大小随距离增大而减小 【例3】关于库仑定律的理解，下面说法正确的是（　　） A．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式 B．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的 C．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式 D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电 【例4】真空中的两个点电荷q1、q2，当他们的距离为r0时，它们之间的库仑力F，若将它们的距离增大为原来的2倍而各自电荷量保持不变，它们间的库仑力为（　　） A．F/2 B．F/4 C．2F D．4F 【例5】有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间距离为3r。今使两球带上等量的异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么（　　） A．F＝k B．F＞k C．F＜k D．无法判定 【例6】（多选）两个通电小球带电后相互排斥，如图所示。两悬线跟竖直方向各有一个夹角、，且两球在同一水平面上。两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示。若已知，则一定有关系（　　） A． 两球一定带同种电荷 C．q一定大于Q B．m一定小于M D．若仅互换A、B两球的带电量，则A、B两球位置将不再处于同一水平线上 【例7】如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量均为＋q，c和d电荷量均为－q。静电力常量为k，则a电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小是（　　） A．0 B． C． D． 【例8】用绝缘细线将两个带电量大小均为q的小球A、B（可看做质点）悬挂在天花板的同一点，两小球静止时位于同一水平面上，此时小球A、B之间的距离为L，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　） A．小球A与小球B之间的库仑力为引力 B．小球A受到的库仑力一定大于小球B受到的库仑力 C．小球A受到的库仑力大小为，方向水平向左 D．小球B受到的库仑力大小为，方向水平向左 二、电场强度 1、定义：电场力F与电荷量q的比值叫做电场强度。定义式：，（q是检验电荷的电荷量，不带正负号） （1）电场是由场源电荷产生的，电场强度只由电场本身（场源）决定，与有无试探电荷及试探电荷的带电性无关。 （2）是电场强度的定义式，适用于一切电场。 （3）电场强度方向：电场中某点的正电荷（检验电荷）所受电场力方向为该点场强方向 2、真空中的点电荷的电场：（推导式，Q为场源电荷的电荷量，r是某点到场源电荷的距离） 3、匀强电场：场强大小和方向都相同的电场叫做匀强电场。 4、电场强度的叠加：如果空间内存在多个电场（场源），则空间内某点的电场强度为等于各电场单独在该点产生的电场强度的矢量和（即平行四边形定则或三角形法则）。 【例1】关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致 B．电场强度的大小总