9.2库仑定律(习题课)导学案 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-07-24
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摘要:
该高中物理导学案聚焦“库仑定律”习题课,围绕库仑定律的理解、与共点力平衡的结合、静电力叠加及与运动问题的综合应用展开,通过考点梳理(如表格呈现定律内容、公式及适用条件)和典型例题(轨迹分析、电荷受力等)搭建学习支架,衔接静电场基本概念与定律应用。
资料亮点在于习题设计分层覆盖四大考点,结合具体物理情境(如固定电荷平衡、斜面运动等),通过模型建构(如受力分析模型)和科学推理(如矢量叠加、平衡条件推导),培养学生相互作用观念与科学思维,助力从理解定律到解决综合问题的能力提升。
内容正文:
第九章 静电场及其应用
9.2库仑定律(习题课)
考点一:对库仑定律的理解
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。(这种相互作用力称为静电力或库仑力)
2.公式:F=k,其中k=9.0×109N·m2/C2,叫作静电力常量。
3.适用条件:①真空;②静止点电荷。
1.在点固定的点电荷产生的静电场中,一电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示,、是轨迹上两点。已知,电子在点所受静电力大小为,则电子在点处所受静电力大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示的两个金属小球,球心间距离为,现使两球分别带上等量异种电荷、,则两球间的静电力
A.等于 B.小于 C.等于 D.大于
考点二:库仑定律与共点力的平衡
常用模型:判断A、B的带电情况,并对B受力分析
3.如图所示,A、C为带异种电荷的带电小球,B、C为带同种电荷的带电小球,A、B被固定在绝缘竖直杆上,C球静止于粗糙的绝缘水平天花板上,已知,,下列说法正确的是
A.C所受的摩擦力不为零
B.杆对B的弹力为零
C.缓慢将C向右移动,则仍可能保持静止
D.缓慢将C向左移动,则其一定会掉下来
4.两个带电小球A、B,分别用等长的绝缘细线悬挂在天花板下方,平衡时如图甲所示,细线与竖直方向夹角均为α,此时细线对A的拉力大小为T1。施加一水平向左的匀强电场后,两小球再次平衡时如图乙所示,细线与竖直方向夹角均为β,且α<β,此时细线对A的拉力大小为T2。下列说法正确的是
A.A带负电, B带正电 B.A的电荷量小于B的电荷量
C.A的质量大于B的质量 D.T1<T2
考点三:静电力的叠加
1.两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。
2.两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。
【常用结论】利用库仑力的方向判断电荷量的正负
1.如果两电荷之间库仑力为排斥力(力的方向相互远离),则为同种电荷。
2.如果两电荷之间库仑力为吸引力(力的方向相互靠近),则为异种电荷。
5.如图所示,在直角三角形ABC的顶点A、B分别固定有点电荷Q1、Q2,现将一试探电荷q固定于顶点C,测得q所受电场力与AB边垂直。已知,则
A.= B.= C.= D.=
6.如图,距离为的、两点连线水平,是的竖直中垂线,带电量为的正点电荷固定在点,另一点电荷固定在点,质量为的带电小球恰好静止在上的点,与间的夹角为30°,重力加速度大小为,静电力常量为,则
A.固定在点的电荷带电量为
B.固定在点的电荷可能带负电
C.带电小球的带电量为
D.将带电小球沿向上移动一段距离后释放小球可能静止
7.如图所示,在三角形的三个顶点a、b、c处分别固定三个点电荷,a、b两处的点电荷都带正电,c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,已知a处点电荷所带的电荷量为Q,∠c=90°,∠a=30°。
(1)试判断c处点电荷的电性;
(2)b处点电荷的带电荷量。
考点四:静电力与运动问题
8.如图所示,倾角为的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为的负点电荷固定在斜面底端,质量为的带电小球B在斜面上离点电荷距离为的点由静止释放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为,小球B向下运动到点时,速度达到最大值。已知重力加速度为,静电力常量为,,,求:
(1)求小球B所带电量;
(2)求、之间的距离d.
9.如图,质量m=0.04kg的带正电小球套在光滑的竖直绝缘细杆上,杆底端固定一个与小球A电荷量相等的小球B,整个装置处在真空中。小球从离底端h=0.3m的位置由静止释放后沿杆下滑,刚释放时加速度大小a=.已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球A所带的电荷量:
(2)小球A速度最大时与的距离H。
(3)已知小球A的最大速度为m/s,求(2)下降H过程中库仑力所做的功W。
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参考答案
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4
5
6
D
B
C
D
A
D
7.(1)带负电;(2).(提示:将c的库仑力沿着两个连线方向分解)
8.(1),得到.
(2)由平衡条件,,所以.
9.(1),解得Q=10-6C.
(2)当小球A 的加速度为0时速度最大,,得到H=0.15m.
(3)根据动能定理,,所以W=-0.03J.
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