课时9.2 库仑定律-2024-2025学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

`` 第九章 静电场及其应用 课时 9.2 库仑定律 1. 知道点电荷模型，知道两个点电荷间相互作用的规律。 2. 理解库仑定律的含义。 3. 能应用库仑定律的公式进行有关的计算。 4. 体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法； （一）点电荷 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布情况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可看成带电的点，即点电荷。 （二）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. 表达式： 静电力常量 k = 9.0×109 N·m2/C2 3. 适用条件：（1） 真空中①静止②点电荷③之间的相互作用（空气中也近似成立）。（2） 对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离。（3）而对于两个带电金属球（如图甲、乙所示），r为等效电荷中心间的距离，而非球心间的距离。 甲：同种电荷，  乙：异种电荷， 4. 静电力的计算 利用库仑定律计算两个点电荷之间的静电力的大小，静电力的方向在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 （三）静电力的叠加 1. 两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和（且两个点电荷间的作用力，不因第三个电荷的存在而改变）。即库仑力的合成遵循平行四边形定则。 2. 任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。 考点 静电力作用下带电体的平衡问题 1. 分析静电力作用下带电体的平衡问题时，采用的方法与力学中物体的平衡问题一样，只是受力分析时多了一个库仑力，可以说“电学问题，力学方法”。具体步骤如下： （1）确定研究对象——根据问题需要选择“整体法”或“隔离法”； （2）受力分析——按照重力、库仑力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析带电体的受力情况； （3）根据F合= 0列方程，若采用正交分解法，则有Fx = 0，Fy = 0； （4）联立求解结果。 2. 三个自由点电荷的平衡问题 三个自由点电荷平衡，一般认为每个电荷受到另外两个电荷的库仑力的合力为0。条件：每个点电荷受到的两个库仑力大小相等，方向相反。 “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”——正负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 考点 静电力作用下带电体的非平衡问题 库仑力、重力、弹力、摩擦力及其他性质的力都是矢量，合成或分解时都遵循平行四边形定则，能使物体发生形变，也能使物体产生加速度。求解时一定要注意各部分知识的相互联系和综合运用。具体运算时可选取不同的研究对象，分别按整体法或隔离法利用牛顿运动定律列方程求解。 基础过关练 题组一　对点电荷的理解 1.(2023江苏盐城清源中学期中)下列关于点电荷的描述中正确的是 (　 　) A.点电荷就是体积和质量很小的带电体 B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体 C.在研究电子绕原子核的运动时，电子不能看作点电荷 D.带电体体积的大小不是我们判断其是否能被看作点电荷的依据 题组二　库仑定律的理解及简单应用 2.(2024北京丰台期中)关于库仑定律，下列说法中正确的是 (　 　) A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B.根据F=k可知，当两带电体间的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C.若点电荷q1的电荷量大于点电荷q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律 3.(2024北京朝阳日坛中学月考)如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库的表达式中正确的是(已知引力常量为G，静电力常量为k)　 (　 　) A.F引=G，F库=k B.F引>G，F库>k C.F引=G，F库>k D.F引<G，F库<k 4.(2024江苏五市十一校阶段联测)真空中两个带电荷量分别为+2Q和-6Q的相同金属小球(可视为点电荷)，相距为r时相互作用力大小为F。若让它们充分接触后分开，再放回原处，它们之间的相互作用力大小变为 (　 　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 5.(2024江苏宜兴一中期中)A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC=1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷