第九章第二节 库仑定律-2024-2025学年高一物理精剖细解讲义（人教版2019必修第三册）

第九章第二节 库仑定律 ——精剖细解学习讲义 知识点：库仑定律 1、探究电荷间相互作用力的影响因素 （1）实验原理：如下图受力分析所示，F＝mgtanθ ，F随θ变大（小）而变大（小）。 （2）实验操作：①保持带正电的小球电荷量不变，改变悬点位置（先后挂在P1、P2、 P3位置），从而改变小球间距r，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与距离的关系；②保持悬点位置不变，改变带正电的小球的电量q，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与电荷量的关系。 （3）实验现象：q不变，r变大（小），θ变小（大）；r不变，q变大（小），θ变大（小）。 （4）实验结论：电荷间的作用力与距离有关，与电荷量有关。 1．如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．关于此实验得出的结论，下列说法中正确的是（　　） A．电荷之间作用力的大小与两电荷的带电性质有关 B．电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关 C．电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电量无关 D．电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关 2．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来（小球与物体在同一水平线上）若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则下列对该实验的判断正确的是（　　）    A．可用控制变量法，探究F与Q、q、d的关系 B．保持Q、q不变，减小d，则变大，说明F与d成反比 C．保持Q、d不变，减小q，则变小，说明F与q成正比 D．保持q、d不变，减小Q，则变小，说明F与Q成正比 3．如图所示，O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置，通过比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小来研究带电体之间的相互作用规律，关于本实验的下列说法中，正确的是（    ） A．由小球受力平衡可知F＝mgtanθ，故带电小球所受力F的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ来表示 B．保持小球带电量不变，依次将小球悬挂于P1、P2、P3，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与距离成反比 C．保持小球处于位置P1，减少O所带的电荷量Q，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与O所带电荷量Q成正比 D．保持小球处于位置P1，减少小球所带的电荷量q，并保持小球和O之间的距离不变，发现丝线偏离竖直方向的角度θ越来越小，说明F与小球所带电荷量q成正比 2、库仑实验 （1）实验装置：如下图分析所示。 （2）实验原理：带电小球A与C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系。 （2）实验操作：①改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，然后找出力F与距离r的关系；②改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，然后找出力F与电荷量q之间的关系。 （3）实验现象：q不变，r变大（小），θ变小（大）；r不变，q变大（小），θ变大（小）。 （4）实验结论：当电量不变时，力F与距离r的二次方成反比，即F∝；当距离不变时，力F与q1和q2的乘积成正比，即F∝q1q2。 4．图示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律。关于实验及库仑定律，下列说法中正确的是（　　）    A．实验过程中一定要使A、B球带等量同种电荷 B．库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小 C．场强的概念也是库仑提出来的 D．库仑定律，适用条件是真空，点电荷 5．库仑扭秤如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过小球B使绝缘棒平衡。把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，使A与C带同种电荷。将C与A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，进而可以找到力F与距离r和电荷量的关系。此实验中（    ） A．B球起平衡作用，带电荷量与A球相同 B．库仑准确测出了每一个带电小球的电荷量 C．可得：A球与C球之间的作用力与它们之间的距离成反比 D．C球所带电荷量越大，悬丝扭转的角度越大 6．如图所示的仪器是库仑扭秤，可以用来研究静电力的规律，库仑经过多次艰苦的实验，最终总结出库仑定律，若A、B、C是三个完全相同的金属小球，A、B固定在T型架水平杆的两端，则以下正确的是（　　） A．A、B球带异种电荷 B．本实验中必须准确测出每一个带电小球的电荷量 C．A球与C球之间的作用力与它们之间的距离成反比 D．若带+5