資源簡介

9.2 庫侖定律
【學習目標】
通過庫侖定律的探究過程，體會實驗與類比在定律的建立過程中發揮的重要作用。
通過與質點模型類比，知道點電荷模型的物理意義及建立點電荷模型的條件，進一 步體會科學研究中的理想模型方法。
理解庫侖定律的內涵和適用條件，能夠應用庫侖定律計算點電荷間的靜電力，會利用力的合成的知識解決多個電荷間的相互作用問題。
(4) 體會庫侖扭秤實驗的設計思路與實驗方法。
(5) 對比庫侖定律和萬有引力定律的形式，體會物理學的和諧統一之 美，提高物理學習興趣。
【開啟新探索】電荷之間作用力與哪些因素有關？
初中我們學過，同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。結合生活經驗，猜想一下，電荷之間的作用力大小可能與哪些因素有關呢？又有怎樣的定性關系？電荷之間作用力的方向與哪些因素有關？
答：電荷之間的作用力大小可能與 有關，并且電荷之間的作用力大小隨 。
電荷之間作用力的方向與 有關。
【質疑提升1】電荷之間的作用力
觀察演示實驗，驗證你的猜想。通過實驗，我們可以確切的說明，電荷之間的作用力與相關因素之間的定性關系？
答：電荷之間的作用力大小隨 。
我們了解了電荷之間的作用力與相關因素之間的定性關系，那么作用力與相關因素間會存在怎樣的定量關系，你有怎樣的想法？
閱讀課本，了解科學家們的對電荷之間作用力的思維。了解庫侖設計的十分精妙的“扭稱實驗”。閱讀P7－庫侖的實驗，說明庫侖如何獲取電荷間的作用力大小？在當時不知如何測量電量的情況下，如何獲得定量的電荷量關系？
庫侖通過實驗，得出電荷之間作用力與距離之間滿足怎樣的關系式？得出電荷之間作用力與電荷量之間滿足怎樣的關系式？綜合實驗結論，可以得出電荷之間的作用力與距離、電荷量應滿足怎樣的關系式？
在扭稱實驗的基本上，理解庫侖定律的內涵：
庫侖定律： 中兩個 之間的 作用力，與它們電荷量的 成 ，與它們距離 的成 ，作用力的方向在它們的 上。
這種電荷之間的相互作用力叫做 或 。
你對庫侖定律有怎樣的理解：
【質疑提升2】靜電力的計算
1. 閱讀課本P8，靜電力計算中的例1，了解應用庫侖定律求解靜電力的方法。說說你對氫原子核與電子之間的靜電力、萬有引力大小對比，有怎樣的認識？
半徑為r的兩個金屬球，其球心相距3r，現使兩球帶上等量的同種電荷Q，兩球之間的靜電力嗎 說明道理。
真空中三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是2.0×10－6C，求它們各自所受的靜電力。
4．如圖所示，把質量為m的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為qB的小球B靠近它，當兩小球在同一高度相距r時，絲線與豎直夾角為45°。求：小球A帶的電量qA 。
　
5. A、B兩個點電荷，相距為r，A帶有9Q的正電荷，B帶有4Q的正電荷。
⑴ 如果A和B固定，應如何放置第三個點電荷q，才能使此電荷處于平衡狀態？
⑵ 如果A和B是自由的，又應如何放置第三個點電荷，使系統處于平衡狀態，且求第三個點電荷的電量q的大小及電性。
【素養提升專練】
1．下列說法中正確的是（ ）
A．點電荷是一種模型，體積很小時的帶電體就可以作為點電荷
B．點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體
C．根據F=kQ1Q2/r2可知，當r→0時，F→∞
D．一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計
2． A、B兩個點電荷間距離恒定，當其它電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將（ 　　）
　 A．可能變大 B．可能變小
　 C．一定不變 D．不能確定
3．兩個帶異種電荷的相同金屬小球，電量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后在放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的（ 　　）
A．4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
4. 要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法中可行的是（ ）
A．每個點電荷的帶電量都增大到原來的4倍，電荷間的距離不變
B．保持點電荷的帶電量不變，使兩個電荷間的距離增大到原來的2 倍
C．使一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的1/2
D．保持點電荷的電荷量不變，將兩個點電荷的距離減小到原來的1/2
5． 如圖所示，一質量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質細線懸掛于天花板上的O點，在O點的正下方距離為l處的絕緣支架上固定一個帶與A同種電荷的小球B，兩個帶電小球都可視為質點。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設絲線中拉力為T，小球A所受庫侖力為F，設F和T的合力為F0，重力加速度為g，則（　　）
A． B．F=mg
C． D．F0=2mg
6． 如圖，用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中，三個帶電小球質量相等，A球帶負電，平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零，則 （　 ）
A．B球和C球都帶負電荷
B．B球帶正電荷，C球帶負電荷
C．B球帶負電荷，C球帶正電荷
D．B球和C球都帶正電荷
7． 兩個大小相同的小球帶有同種電荷，（可看作點電荷），質量分別為m1和m2，帶電量分別為q1和q2，用絕緣線懸掛后，因靜電力而使線張開，分別與豎直方向成夾角α1和α2，且兩球同處一水平線上，如圖所示，若α1=α2，則下述結論正確的是（　　）
A．必須同時滿足q1=q2，m1=m2
B．m1一定等于m2
C．q1一定等于q2
D．一定滿足
8． 如圖所示，A帶正電，B帶負電，在庫侖力作用下，它們以連線上某點O為圓心做勻速圓周運動，以下說法不正確的是（　　）
A．它們所需向心力大小相等
B．它們的運動半徑與電荷量成反比
C．它們做圓周運動的角速度相等
D．它們的線速度與質量成反比
9. 真空中兩個相同的帶等量異種電荷的金屬小球A和B(均可看作點電荷)，分別固定在兩處，兩球之間的靜電力為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A、B之間的靜電力變為多少 若再使A、B之間距離增大為原來的2倍，則它們之間的靜電力又為多少
10. 在邊長為a的正方形的每個頂點都放置一個電荷量為q的同種點電荷。如果保持它們的位置不變，每個電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力是多少
11. 兩個分別用長13cm的絕緣細線懸掛于同一點的相同小球(可看作質點)，帶有同種等量電荷。由于靜電力F的作用，它們之間的距離為10cm。已測得每個小球的質量是0.6g，求它們所帶的電荷量。g取10m/s2。9.2 庫侖定律
【學習目標】
通過庫侖定律的探究過程，體會實驗與類比在定律的建立過程中發揮的重要作用。
通過與質點模型類比，知道點電荷模型的物理意義及建立點電荷模型的條件，進一 步體會科學研究中的理想模型方法。
理解庫侖定律的內涵和適用條件，能夠應用庫侖定律計算點電荷間的靜電力，會利用力的合成的知識解決多個電荷間的相互作用問題。
(4) 體會庫侖扭秤實驗的設計思路與實驗方法。
(5) 對比庫侖定律和萬有引力定律的形式，體會物理學的和諧統一之 美，提高物理學習興趣。
【開啟新探索】電荷之間作用力與哪些因素有關？
初中我們學過，同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。結合生活經驗，猜想一下，電荷之間的作用力大小可能與哪些因素有關呢？又有怎樣的定性關系？電荷之間作用力的方向與哪些因素有關？
答：電荷之間的作用力大小可能與 有關，并且電荷之間的作用力大小隨 。
電荷之間作用力的方向與 有關。
【質疑提升1】電荷之間的作用力
觀察演示實驗，驗證你的猜想。通過實驗，我們可以確切的說明，電荷之間的作用力與相關因素之間的定性關系？
答：電荷之間的作用力大小隨 。
我們了解了電荷之間的作用力與相關因素之間的定性關系，那么作用力與相關因素間會存在怎樣的定量關系，你有怎樣的想法？
閱讀課本，了解科學家們的對電荷之間作用力的思維。了解庫侖設計的十分精妙的“扭稱實驗”。閱讀P7－庫侖的實驗，說明庫侖如何獲取電荷間的作用力大小？在當時不知如何測量電量的情況下，如何獲得定量的電荷量關系？
庫侖通過實驗，得出電荷之間作用力與距離之間滿足怎樣的關系式？得出電荷之間作用力與電荷量之間滿足怎樣的關系式？綜合實驗結論，可以得出電荷之間的作用力與距離、電荷量應滿足怎樣的關系式？
在扭稱實驗的基本上，理解庫侖定律的內涵：
庫侖定律： 中兩個 之間的 作用力，與它們電荷量的 成 ，與它們距離 的成 ，作用力的方向在它們的 上。
這種電荷之間的相互作用力叫做 或 。
你對庫侖定律有怎樣的理解：
【質疑提升2】靜電力的計算
1. 閱讀課本P8，靜電力計算中的例1，了解應用庫侖定律求解靜電力的方法。說說你對氫原子核與電子之間的靜電力、萬有引力大小對比，有怎樣的認識？
半徑為r的兩個金屬球，其球心相距3r，現使兩球帶上等量的同種電荷Q，兩球之間的靜電力嗎 說明道理。
真空中三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是2.0×10－6C，求它們各自所受的靜電力。
4．如圖所示，把質量為m的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為qB的小球B靠近它，當兩小球在同一高度相距r時，絲線與豎直夾角為45°。求：小球A帶的電量qA 。
　
5. A、B兩個點電荷，相距為r，A帶有9Q的正電荷，B帶有4Q的正電荷。
⑴ 如果A和B固定，應如何放置第三個點電荷q，才能使此電荷處于平衡狀態？
⑵ 如果A和B是自由的，又應如何放置第三個點電荷，使系統處于平衡狀態，且求第三個點電荷的電量q的大小及電性。
【素養提升專練】
1．下列說法中正確的是（ ）
A．點電荷是一種模型，體積很小時的帶電體就可以作為點電荷
B．點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體
C．根據F=kQ1Q2/r2可知，當r→0時，F→∞
D．一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計
2． A、B兩個點電荷間距離恒定，當其它電荷移到A、B附近時，A、B之間的庫侖力將（ 　　）
　 A．可能變大 B．可能變小
　 C．一定不變 D．不能確定
3．兩個帶異種電荷的相同金屬小球，電量之比為1∶7，相距為r，兩者相互接觸后在放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的（ 　　）
A．4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
4. 要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法中可行的是（ ）
A．每個點電荷的帶電量都增大到原來的4倍，電荷間的距離不變
B．保持點電荷的帶電量不變，使兩個電荷間的距離增大到原來的2 倍
C．使一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的1/2
D．保持點電荷的電荷量不變，將兩個點電荷的距離減小到原來的1/2
5． 如圖所示，一質量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質細線懸掛于天花板上的O點，在O點的正下方距離為l處的絕緣支架上固定一個帶與A同種電荷的小球B，兩個帶電小球都可視為質點。已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60°，設絲線中拉力為T，小球A所受庫侖力為F，設F和T的合力為F0，重力加速度為g，則（　　）
A． B．F=mg
C． D．F0=2mg
6． 如圖，用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中，三個帶電小球質量相等，A球帶負電，平衡時三根絕緣細線都是直的，但拉力都為零，則 （　 ）
A．B球和C球都帶負電荷
B．B球帶正電荷，C球帶負電荷
C．B球帶負電荷，C球帶正電荷
D．B球和C球都帶正電荷
7． 兩個大小相同的小球帶有同種電荷，（可看作點電荷），質量分別為m1和m2，帶電量分別為q1和q2，用絕緣線懸掛后，因靜電力而使線張開，分別與豎直方向成夾角α1和α2，且兩球同處一水平線上，如圖所示，若α1=α2，則下述結論正確的是（　　）
A．必須同時滿足q1=q2，m1=m2
B．m1一定等于m2
C．q1一定等于q2
D．一定滿足
8． 如圖所示，A帶正電，B帶負電，在庫侖力作用下，它們以連線上某點O為圓心做勻速圓周運動，以下說法不正確的是（　　）
A．它們所需向心力大小相等
B．它們的運動半徑與電荷量成反比
C．它們做圓周運動的角速度相等
D．它們的線速度與質量成反比
9. 真空中兩個相同的帶等量異種電荷的金屬小球A和B(均可看作點電荷)，分別固定在兩處，兩球之間的靜電力為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A、B之間的靜電力變為多少 若再使A、B之間距離增大為原來的2倍，則它們之間的靜電力又為多少
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10. 在邊長為a的正方形的每個頂點都放置一個電荷量為q的同種點電荷。如果保持它們的位置不變，每個電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力是多少
11. 兩個分別用長13cm的絕緣細線懸掛于同一點的相同小球(可看作質點)，帶有同種等量電荷。由于靜電力F的作用，它們之間的距離為10cm。已測得每個小球的質量是0.6g，求它們所帶的電荷量。g取10m/s2。

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