内容正文:
第2节 库仑定律
第1章 静电力与电场强度
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高中物理 必修 第三册 L
第1章 静电力与电场强度
必备知识·自主学习
知识点一 点电荷
1.静电力:____间的相互作用力,也叫库仑力。
2.点电荷:当带电体本身的____比它与其他带电体之间的____小得多,以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可以忽略时,这样的带电体称为点电荷❶。
3.点电荷的特点:只有______、没有____的几何点。
4.实际带电体看作点电荷的条件:取决于__________和精度要求❷。
电荷
大小
距离
电荷量
大小
研究的问题
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第1章 静电力与电场强度
1.点电荷是真实存在的。( )
2.体积很小的带电体都能看成点电荷。( )
3.只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷。( )
×
×
×
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第1章 静电力与电场强度
知识点二 两点电荷间的静电力
1.探究实验
(1)实验探究:电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系。
(2)实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而____,随着距离的增大而____。
2.库仑定律:真空中两个静止______之间的相互作用力F的大小,与它们的电荷量Q1、Q2的____成正比,与它们的距离r的______成反比❸;作用力的方向沿着它们的____,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
增大
减小
点电荷
乘积
二次方
连线
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第1章 静电力与电场强度
9.0×109
点电荷
单独存在
矢量和
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第1章 静电力与电场强度
√
×
√
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第1章 静电力与电场强度
批注❶:“点电荷”类似“质点”,都是理想化模型,是实际带电体的抽象简化。带电体本身的大小能否被忽略是相对而言,由实际问题决定,而不是体积小就一定可以视为点电荷,体积大就一定不能视为点电荷。
批注❷:在测量精度要求范围内,带电体的形状、大小等因素可忽略,也可视为点电荷。
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第1章 静电力与电场强度
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第1章 静电力与电场强度
关键能力·互动探究
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第1章 静电力与电场强度
提示:能。因为“嫦娥三号”的大小比它到地球中心的距离小得多,在研究它们之间的静电力时,“嫦娥三号”的大小可忽略不计,所以“嫦娥三号”可以看成点电荷。
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第1章 静电力与电场强度
►探究归纳
1.点电荷——理想化模型:类似于力学中的质点,实际上并不存在。
2.把带电体看成点电荷的条件
一个带电体能否看成点电荷,关键是看其形状、大小及电荷分布状况对所研究问题的影响是否可以忽略不计。
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第1章 静电力与电场强度
►对点例练
(2022·上海第二工业大学附属龚路中学高二期中)下列关于点电荷的说法中,正确的是( )
A.只要带电体的体积很小,在任何情况下都能看作点电荷
B.不论带电体多大,只要距离远大于它们的大小,就能看成是点电荷
C. 体积很大的带电体,任何情况下都不能看作点电荷
D.只有球形带电体才能看作点电荷
B
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第1章 静电力与电场强度
只有带电体的大小和形状与所研究的问题无关或影响很小时,才能看作点电荷,与带电体的大小无关,A、C错误;不论带电体多大,只要距离远大于它们的大小,其电荷的分布对研究问题的影响可以忽略,就能看成是点电荷,B正确;当两个球形带电体相距远大于其半径时,可以将其看作点电荷,当它们距离很近时,因为电荷间的相互作用力,带电体所带电荷会重新分布,不能再看作点电荷,D错误。
解析:
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第1章 静电力与电场强度
[练1](2021·广西钦州第四中学高二期中)关于点电荷,下列说法中正确的是
( )
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C.点电荷一定是电荷量很小的电荷
D.点电荷是一种理想化的模型,实际不存在
D
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第1章 静电力与电场强度
带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定,与带电体自身大小、形状和所带电荷量多少无具体关系,故A、B、C不符合题意;点电荷是一种理想化的物理模型,实际上不存在,故D符合题意。
解析:
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第1章 静电力与电场强度
观察图片思考:电子做匀速圆周运动所需的向心力是由原子核对电子的万有引力提供的吗?
提示:原子核对电子的库仑力提供了向心力,两者间的万有引力要比库仑力小得多,完全可以忽略不计。
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第1章 静电力与电场强度
►探究归纳
1.库仑力
(1)电荷与电荷之间的作用力。
(2)遵守牛顿第三定律。
2.库仑定律的适用条件
(1)真空中;(2)点电荷。
这两个条件都是理想化的,在空气中库仑定律近似成立。
3.库仑定律的大小和方向
(1)大小计算:利用库仑定律计算静电力时,不必将表示电性的正、负号代入公式,只代入q1和q2的绝对值。
(2)方向判断:利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断。
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D
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C
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B
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第1章 静电力与电场强度
探究点三 解决实际问题 (科学态度与责任之落实)
[练4](生活情境)(2022·广东潮州高三二模)如图所示为某电子秤示意图。一绝缘支架放在电子秤上,上端固定一带电小球a,稳定后,电子秤示数为F。现将另一固定于绝缘手柄一端的不带电小球b与a球充分接触后,再移至小球a正上方L处,待系统稳定后,电子秤示数为F1;用手摸小球b使其再次不带电,后将该不带电小球b与a球再次充分接触并重新移至a球正上方L处,电子秤示数为F2。若两小球完全相同,则( )
D
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第1章 静电力与电场强度
A.F1<F2
B.F1=4F2
C.若小球a带负电,L增大,则F1增大
D.若小球a带正电,L减小,则F2增大
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第1章 静电力与电场强度
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第1章 静电力与电场强度
[练5](生活情境)(2022·广东清远高二期末)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电金属小球B(视为质点),用长为l的绝缘细线固定在左边一檐角,使其刚好贴着正面绝缘墙壁。在正面墙壁上画好一个量角刻度尺。取一个与小球B完全相同(除电荷量外)的小球A,A连接绝缘细杆,手提绝缘细杆让小球A上下移动至小球A、B在同一水平线上且平衡时,读出小球B偏离竖直方向的夹角θ=30°。静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)绝缘细线的拉力大小。
(2)小球A所带的电荷量。
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