2018-2019學(xué)度高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版3-1資料：第一章第2講探究靜電力

第一章電場(chǎng)第2講探究靜電力1.知道點(diǎn)電荷的概念.2.識(shí)記庫侖定律的公式和適用條件，會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.目標(biāo)定位二、庫侖定律三、靜電力的疊加四、靜電力作用下的平衡問題欄目索引一、點(diǎn)電荷對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾1.定義：本身的大小比它到其他帶電體的距離

的帶電體，可以抽象為一個(gè)

，即點(diǎn)電荷.2.點(diǎn)電荷是

的物理模型，只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學(xué)中的

，實(shí)際并

.(填“存在”或“不存在”).答案一、點(diǎn)電荷知識(shí)梳理小得多不存在理想化質(zhì)點(diǎn)幾何點(diǎn)(1)只有體積很小或電荷量很小的帶電體才可以看作點(diǎn)電荷嗎？答案【深度思考】答案不是.一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，與體積大小和電荷量大小無關(guān).(2)點(diǎn)電荷就是元電荷嗎？答案不是.點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，元電荷是最小電荷量.例1關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說法中正確的是(

)A.點(diǎn)電荷就是體積小的帶電體B.球形帶電體一定可以視為點(diǎn)電荷C.帶電少的帶電體一定可以視為點(diǎn)電荷D.大小和形狀對(duì)作用力的影響可忽略的帶電體可以視為點(diǎn)電荷典例精析解析答案返回總結(jié)提升返回總結(jié)提升解析點(diǎn)電荷不能理解為體積很小的帶電體，也不能理解為電荷量很少的帶電體.同一帶電體，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時(shí)，就不能看成點(diǎn)電荷，而研究它與離它很遠(yuǎn)的電荷間的作用力時(shí)，就可以看作點(diǎn)電荷.帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要依具體情況而定，A、B、C均錯(cuò).答案D返回總結(jié)提升(1)一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定.(2)點(diǎn)電荷的電荷量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數(shù)倍.1.探究方法：用

法研究點(diǎn)電荷間的相互作用力與電荷量、距離的關(guān)系.2.內(nèi)容：在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力，跟它們的電荷量的乘積成

，跟它們間的距離的二次方成

，作用力的方向在它們的

.電荷之間的這種作用力稱為

，又叫做

.答案知識(shí)梳理二、庫侖定律變量控制正比連線上靜電力庫侖力反比9.0×109

4.適用條件：(1)

；(2)

.在真空中點(diǎn)電荷5.靜電力的確定(1)大小計(jì)算：利用庫侖定律計(jì)算靜電力時(shí)不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式，只代入q1和q2的絕對(duì)值即可.(2)方向判斷：利用同種電荷相互

、異種電荷相互

來判斷.答案排斥吸引答案【深度思考】答案不正確.因?yàn)楫?dāng)電荷q1、q2間的距離r→0時(shí)，已不能將q1、q2視為點(diǎn)電荷了，庫侖定律不再適用.例2兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B(均可視為點(diǎn)電荷)帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩小球之間相互吸引力的大小是F.今讓第三個(gè)不帶電的相同金屬小球先后與A、B兩小球接觸后移開.這時(shí)，A、B兩小球之間的相互作用力的大小是(

)典例精析解析答案總結(jié)提升解析設(shè)A、B兩球間的距離為r，因?yàn)殚_始時(shí)A、B兩球間的作用力是吸引力，所以設(shè)A所帶電荷量為Q，B所帶電荷量為－Q，由庫侖定律知，開始時(shí)A、B兩球之間的作用力

當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的小球與A球接觸時(shí)，據(jù)電荷均分原理可知，兩球均帶電荷量為答案A總結(jié)提升(1)庫侖定律只適用于真空中點(diǎn)電荷之間的相互作用，一般沒有特殊說明的情況下，都可按真空來處理.(2)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力遵守牛頓第三定律，即不論電荷量大小如何，兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小總是相等的.例3

如圖1所示，兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量為Q，兩球之間的靜電力為下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)(

)解析答案圖1B總結(jié)提升返回返回總結(jié)提升兩個(gè)形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠(yuǎn)時(shí)可以看作點(diǎn)電荷；相距較近時(shí)不能看作點(diǎn)電荷，此時(shí)球體間的作用力會(huì)隨著電荷的分布而變化.1.兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力

(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)因?yàn)榈谌齻€(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變.2.兩個(gè)或者兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的

.答案三、靜電力的疊加知識(shí)梳理不會(huì)矢量和例4如圖2所示，在A、B兩點(diǎn)分別放置點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C，在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m.如果有一個(gè)電子在C點(diǎn)，它所受到的庫侖力的大小和方向如何？典例精析解析答案總結(jié)提升返回圖2總結(jié)提升解析電子在C點(diǎn)同時(shí)受A、B點(diǎn)電荷對(duì)其的作用力FA、FB，答案8.0×10－21N方向平行于AB向左總結(jié)提升(1)庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性.它與學(xué)過的重力、彈力、摩擦力是并列的.它具有力的一切性質(zhì).(2)當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)，每?jī)蓚€(gè)帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律.某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力作用時(shí)可利用力的平行四邊形定則求出其合力.返回例5如圖3所示，用兩根長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點(diǎn)，A上帶有Q＝3.0×10－6C的正電荷.兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、B球可視為點(diǎn)電荷).求：

典例精析解析答案四、靜電力作用下的平衡問題圖3(1)兩線上的拉力F1和F2的大??；解析對(duì)A進(jìn)行受力分析，如圖所示水平方向F1sin60°＝F2sin60°聯(lián)立以上兩式解得，F(xiàn)1＝F2＝1.9N答案1.9N

1.9N

(2)支架對(duì)地面的壓力FN的大小.解析答案技巧點(diǎn)撥圖3解析設(shè)地面對(duì)支架的支持力大小為FN′，對(duì)B和支架進(jìn)行受力分析，如圖所示由牛頓第三定律得支架對(duì)地面的壓力大小FN＝FN′＝1.1N答案1.1N返回技巧點(diǎn)撥分析靜電力平衡的基本方法：(1)明確研究對(duì)象；(2)畫出研究對(duì)象的受力分析圖；(3)根據(jù)平衡條件列方程；(4)代入數(shù)據(jù)計(jì)算或討論.返回1.(對(duì)點(diǎn)電荷的理解)(多選)下列說法中正確的是(

)A.點(diǎn)電荷是一種理想化模型，真正的點(diǎn)電荷是不存在的

B.點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體解析答案對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾1234D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀

和大小對(duì)所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì)

1234解析點(diǎn)電荷是一種理想化模型，一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷不是看其大小和所帶電荷量多少，而是應(yīng)具體問題具體分析，是看它的形狀和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽略不計(jì).因此大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷和小的帶電體一定能看成點(diǎn)電荷的說法都是錯(cuò)誤的，所以選項(xiàng)A、D正確，B錯(cuò)誤；r→0時(shí)已經(jīng)不能看成點(diǎn)電荷，C錯(cuò)誤.答案AD2.(庫侖定律的理解和應(yīng)用)兩個(gè)分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F.兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?/p>

，則兩球間庫侖力的大小為(

)解析答案1234B3.(靜電力的疊加)如圖4，電荷量為q1和q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于P點(diǎn)和Q點(diǎn).已知放在P、Q連線上某點(diǎn)R處的點(diǎn)電荷q受力為零，且PR＝2RQ.則(

)解析答案1234圖4A.q1＝2q2

B.q1＝4q2

C.q1＝－2q2

D.q1＝－4q2解析由于R處的點(diǎn)電荷q受力平衡，解得：q1＝4q2.B4.(靜電力作用下的平衡)如圖5所示，把質(zhì)量為3g的帶電小球B用絕緣細(xì)繩懸掛，若將帶電荷量為Q＝－4.0×10－6C的帶電小球A靠近B，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距