【暑假衔接】人教版新高二物理 暑假衔接讲义 第29讲 9.2库仑定律（教师版+学生版）

这是一份【暑假衔接】人教版新高二物理 暑假衔接讲义 第29讲 9.2库仑定律（教师版+学生版），文件包含暑假衔接人教版新高二物理暑假衔接讲义第29讲92库仑定律教师版docx、暑假衔接人教版新高二物理暑假衔接讲义第29讲92库仑定律学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共42页， 欢迎下载使用。

知识点1：探究电荷间相互作用力的影响因素
（1）实验原理：如下图受力分析所示，F＝mgtanθ ，F随θ变大（小）而变大（小）。
（2）实验操作：①保持带正电的小球电荷量不变，改变悬点位置（先后挂在P1、P2、 P3位置），从而改变小球间距r，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与距离的关系；②保持悬点位置不变，改变带正电的小球的电量q，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与电荷量的关系。
（3）实验现象：q不变，r变大（小），θ变小（大）；r不变，q变大（小），θ变大（小）。
（4）实验结论：电荷间的作用力与距离有关，与电荷量有关。
电荷间相互作用力的影响因素
1．如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上一带电的小球，挂在P位置，可观察到此时悬挂小球的丝线偏离竖直方向的角度为θ。则下列判断中正确的是（ ）
A．小球可能带负电
B．小球可能不带电
C．将丝线悬挂点移到Q，θ角将增大
D．将丝线悬挂点移到Q，θ角将减小
2．如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上的P1处，当小球N静止时，丝线与竖直方向的夹角为θ．若将丝线悬点从P1移到P2处．则
A．角θ变大，小球N带正电
B．角θ变小，小球N带正电
C．角θ变大，小球N带负电
D．角θ变小，小球N带负电
知识点2：库仑实验
（1）实验装置：如下图分析所示。
（2）实验原理：带电小球A与C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系。
（2）实验操作：①改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，然后找出力F与距离r的关系；②改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，然后找出力F与电荷量q之间的关系。
（3）实验现象：q不变，r变大（小），θ变小（大）；r不变，q变大（小），θ变大（小）。
（4）实验结论：当电量不变时，力F与距离r的二次方成反比，即F∝eq \f(1,r2)；当距离不变时，力F与q1和q2的乘积成正比，即F∝q1q2。
库伦实验-静电力常量
3．物理学起始于伽利略和牛顿的年代，它已经成为一门有众多分支的基础科学。物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。前辈设计了如图所示的实验装置，下列说法正确的是（ ）

A．牛顿利用该仪器研究物体间的引力，并发现了万有引力定律
B．图中A、C两球因吸引而靠近，卡文迪什用此扭秤装置比较准确地测量了万有引力常量
C．库仑用此扭秤装置研究两个带电体之间的作用力，并发现了库仑定律
D．库仑用带电小球C和不带电小球A接触，使两者带上等量异种电荷
4．如图是库仑做实验用的库仑扭秤。带电小球A与不带电小球B等质量，带电金属小球C靠近A，两者之间的库仑力使横杆旋转，转动旋钮M，使小球A回到初始位置，已知A、C间的库仑力与旋钮旋转的角度成正比。现用一个电荷量是小球C的五倍，其他完全一样的小球D与C完全接触后分开，再次转动旋钮M使小球A回到初始位置，此时旋钮旋转的角度与第一次旋转的角度之比为（ ）

A．1B．C．2D．3
知识点3：库仑定律
（1）电荷之间的作用力
①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。这个规律叫做库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫做静电力（electrstatic frce）或库仑力。
②库仑力的表达式：F＝keq \f(q1q2,r2)，其中k叫静电力常量。该常量的确定方法：在公式中的各物理量都采用国际单位时，k＝9.0×109N·m2/C2。q1、q2为点电荷电量，r是指两点电荷之间的距离。
③方向：在两点电荷的连线上，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
④适用条件：真空中静止的点电荷。注意：一般在空气中也近似成立。
⑤库仑力的计算方法：先计算大小（代入电荷量q1、q2的绝对值）；再判断方向（同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引）。
⑥多个点电荷库仑力的分析：对于多个点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑力等于其它点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
⑦库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，对物体的平衡和运动起着独立的作用，因此受力分析时不能漏掉。
⑧库仑定律即适用静止电荷也适用运动电荷。
⑨不能根据F＝keq \f(q1q2,r2)推出当r→0时，F→∞的结论，原因是当r→0时，两带电体已不能看做点电荷，该公式已经不再适用，况且实际电荷还有一定的线度。
⑩对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离；对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布。
▲由公式F＝keq \f(q1q2,r2)可以得出当r及q1+ q2一定的条件下，当q1＝q2时，F最大。
（2）库仑定律与万有引力定律
（3）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、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电 体可以看作带电的点，叫做点电荷（pint charge）。
（4）三个点电荷在同一直线上的平衡规律
三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。三个点电荷的电荷量满足。
库仑定律适用范围
5．下列说法正确的是（ ）
A．带电小球在任何情况下均可视为点电荷
B．对于两个点电荷之间的库仑力而言，带电荷量较大的点电荷受到的库仑力更大
C．对于两个点电荷之间的库仑力而言，无论它们带电荷量是否相同，它们之间的库仑力总是大小相等
D．保持两个点电荷之间的距离不变，若将它们的带电荷量各减为原来的一半，则它们之间的库仑力也减为原来的一半
6．下列说法中正确的是（ ）
A．点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是可以在自然界找到的
B．点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
C．根据可知，当时，
D．带电体能否看成点电荷，主要看其形状和大小对所研究问题的影响是否可以忽略不计
库仑定律表达式简单计算
7．真空中有两个静止的点电荷，电性相同，一个带电量，一个带电量，它们之间的作用力为，若它们接触后分开，距离增大为原来的两倍，则它们之间的相互作用力变为（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个金属小球A和B，两球带同种电荷（均可视为点电荷），它们之间用一绝缘轻弹簧相连，平衡时弹簧伸长量为；如果将A和B所带电荷量都加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长量为，则和的关系为（ ）

A．B．C．D．
带电小球的平衡问题
9．如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为、和，点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为60°、90°和30°。若点处的电场强度为零，，则三个点电荷的电荷量可能为（ ）

A．，，B．，，
C．，，D．，，
10．如图，用两根绝缘细绳把两个带同种电荷的小球A、B竖直悬挂在一点。两小球静止时，恰好位于同一水平面，细绳与竖直方向的偏角分别为α、β，已知小球A、B的质量和电荷量分别为mA、mB、qA、qB，若偏角 α>β。则下列说法正确的是（ ）

A．A、B两球的质量一定满足mA>mB
B．A、B两球的质量一定满足mAqB
D．A、B两球的电荷量一定满足qAE0，p1=p2>p0
B．E1=E2=E0，p1=p2=p0
C．碰撞发生在MN中点的左侧
D．两球同时返回M、N两点
定律
库仑定律
万有引力定律
公式
F＝keq \f(q1q2,r2)
F＝Geq \f(m1m2,r2)
影响因素
q1、q2、r
m1、m2、r
区别
与两物体电荷量有关，有引力、斥力
与两个物体质量有关，只有引力
适用条件
真空中点电荷的相互作用
质点的相互作用
共同点
都与距离平方成反比；都有一个常量，该常量都可用扭秤实验得出