2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.2 庫侖定律的適用條件學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
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庫侖定律的適用條件 一、考點(diǎn)突破： 知識(shí)點(diǎn) 考綱要求 題型 說明 庫侖定律的適用條件 1. 掌握庫侖定律的內(nèi)容及表達(dá)式； 2. 理解庫侖定律的適用條件； 3. 會(huì)根據(jù)庫侖定律計(jì)算點(diǎn)電荷之間的庫侖力。 選擇題 計(jì)算題 庫侖定律是高中階段重要的平方反比定律，是靜電力計(jì)算的基本公式，通常在力的平衡知識(shí)中進(jìn)行考查，屬于高頻考點(diǎn)，命題形式為選擇題或計(jì)算題。 二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：1. 庫侖定律的內(nèi)容及表達(dá)式； 2. 點(diǎn)電荷之間的庫侖力。 難點(diǎn)：庫侖定律的適用條件。 一、點(diǎn)電荷 概念：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看做帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷。 二、庫侖定律 1. 內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 2. 表達(dá)式：F＝k，式中k＝9.0109 Nm2/C2，叫作靜電力常量。 3. 適用條件：真空中的點(diǎn)電荷。 （1）在空氣中，兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況，可以直接應(yīng)用公式。 （2）當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于其本身的大小時(shí)，可以把帶電體看成點(diǎn)電荷。 三、對(duì)庫侖定律的理解和應(yīng)用 1. 電荷的分配規(guī)律 （1）兩個(gè)相同的導(dǎo)體球，一個(gè)帶電，一個(gè)不帶電，接觸后電荷量平分。 （2）兩個(gè)相同導(dǎo)體球帶同種電荷，先接觸再分離，則其電荷量平分。 （3）兩個(gè)相同導(dǎo)體球帶異種電荷，先接觸再分離，則其電荷量先中和再平分。 2. 對(duì)庫侖定律的深入理解 （1）F＝k，r指兩點(diǎn)電荷間的距離。對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球，r為兩球心間距。 （2）當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí)，電荷不能視為點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無限大。 （3）用公式計(jì)算式庫侖力時(shí)電荷量均代絕對(duì)值，方向根據(jù)同斥異吸判斷。 例題1 使兩個(gè)完全相同的金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷）分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F1.現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫侖力的大小為F2.則F1與F2之比為（ ?。? A. 2∶1 B. 4∶1 C. 16∶1 D. 60∶1 思路分析：兩個(gè)完全相同的金屬小球相互接觸并分開后，帶電荷量均變?yōu)椋玅，距離變?yōu)樵瓉淼膬杀叮鶕?jù)庫侖定律可知選項(xiàng)D正確。 答案：D 例題2 如圖所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為＋Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上。圓心為O點(diǎn)，過O點(diǎn)作一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A，使A到O點(diǎn)的距離為R，在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷＋q，則＋q在A點(diǎn)所受的庫侖力為（ ） A. ，方向向上 B. ，方向向上 C. ，方向水平向左 D. 不能確定 思路分析：先把帶電圓環(huán)分成若干個(gè)小部分，每一小部分可視為一個(gè)點(diǎn)電荷，各點(diǎn)電荷對(duì)檢驗(yàn)電荷的庫侖力在水平方向上相互抵消，豎直方向上的電場(chǎng)力大小為＝，方向向上，故選B. 答案：B 例題3 兩根絕緣細(xì)線分別系住a、b兩個(gè)帶電小球，并懸掛在O點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí)，它們處在同一水平面上，兩細(xì)線與豎直方向間的夾角分別為α、β，α<β，如圖所示。現(xiàn)將兩細(xì)線同時(shí)剪斷，則（ ） A. 兩球都做勻變速運(yùn)動(dòng) B. 兩球下落時(shí)間相同 C. 落地時(shí)兩球水平位移相同 D. a球落地時(shí)的速度小于b球落地時(shí)的速度 思路分析：當(dāng)兩小球靜止時(shí)，設(shè)兩球之間的庫侖力大小為F，則有F＝magtan α＝mbgtan β，因?yàn)棣?β，所以有ma>mb.將兩細(xì)線同時(shí)剪斷后，兩球在豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間相同，B正確。水平方向，庫侖力逐漸變小，兩球在庫侖力作用下做變加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤。由a＝可知，加速度aa下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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