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(共65張PPT)
第1章　靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度
第2節(jié)　庫(kù)侖定律
核心素養(yǎng)：1.知道點(diǎn)電荷的概念和帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件. 2.理解庫(kù)侖定律的內(nèi) 容和公式. 3.通過(guò)與質(zhì)點(diǎn)模型類比，體會(huì)帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件. 4.掌握庫(kù)侖定 律公式，會(huì)計(jì)算電荷所受庫(kù)侖力的大小. 5.體會(huì)庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路與實(shí)驗(yàn)方 法，體會(huì)物理學(xué)的和諧統(tǒng)一之美，提高學(xué)習(xí)物理的興趣.
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研習(xí)任務(wù)一　點(diǎn)電荷
　　提示：點(diǎn)電荷是理想模型，體積能否被忽略是相對(duì)而言，由實(shí)際問(wèn)題決定，而不 是體積小就一定可以視為點(diǎn)電荷、體積大就一定不能視為點(diǎn)電荷.
小　
可忽略　
電荷量　
大小　
核心　歸納
對(duì)點(diǎn)電荷的理解
（1）理想化模型：點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化模型，類似于力 學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在.
（2）點(diǎn)電荷的條件：帶電體能否看成點(diǎn)電荷視具體問(wèn)題而定，不能單憑它的大小和 形狀下結(jié)論.如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多，則帶電體的大小及形狀就 可以忽略，此時(shí)帶電體就可以看成點(diǎn)電荷.
A. 兩個(gè)帶電體無(wú)論多大，只要它們之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小，這兩個(gè)帶電體就 可以看作點(diǎn)電荷
B. 一個(gè)帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點(diǎn)電荷
C. 一個(gè)體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點(diǎn)電荷
D. 兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理
AD
[解析]　無(wú)論兩帶電體自身大小怎樣，當(dāng)兩帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小時(shí)， 帶電體本身的大小對(duì)于所研究的問(wèn)題影響很小，可把帶電體看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)A正 確，C錯(cuò)誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本身的大小和形狀對(duì)問(wèn) 題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電金屬小 球，若離得很近，兩球所帶的電荷在靜電力作用下會(huì)分布不均，電荷的分布影響到靜 電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點(diǎn)電荷間距大于球心距離；若帶異種 電荷，相互吸引，等效的點(diǎn)電荷間距小于球心距離，因此，選項(xiàng)D正確.
名師點(diǎn)評(píng)
對(duì)點(diǎn)電荷的兩點(diǎn)理解
（1）帶電體能否看作點(diǎn)電荷，不取決于帶電體的大小，而取決于它們的大小、形狀 與距離相比能否忽略.
（2）同一帶電體，在不同問(wèn)題中有時(shí)可以看作點(diǎn)電荷，有時(shí)不可以看作點(diǎn)電荷.
A. 體積很大的帶電體不能看作點(diǎn)電荷
B. 只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷
C. 只要是均勻的球形帶電體，不管球的大小，都能被看作點(diǎn)電荷
D. 當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體都 能看作點(diǎn)電荷
解析：帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由所研究問(wèn)題的性質(zhì)決定的，與自身大小、形狀無(wú)直 接關(guān)系，故A、B、C錯(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可忽 略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷，故D正確.
D
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研習(xí)任務(wù)二　兩點(diǎn)電荷間的靜電力
合作　討論
　　如圖所示，一帶正電的物體位于M處，用絕緣絲線系上帶正電的相同的小球，分 別掛在P1、P2、P3的位置，可觀察到小球在不同位置時(shí)絲線偏離豎直方向的角度不 同.此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？
　　提示：在研究電荷之間作用力大小的決定因素時(shí)，采用控制變量的方法進(jìn)行，如 本實(shí)驗(yàn)，根據(jù)小球的偏角可以看出小球所受靜電力逐漸減小，由于沒(méi)有改變電性和電 荷量，不能研究電荷之間作用力和電性、電荷量關(guān)系，故得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：電荷之 間作用力的大小與兩電荷間的距離有關(guān).
教材　認(rèn)知
1. 靜電力
（1）定義： 間的相互作用力.
（2）影響靜電力大小的因素：兩帶電體的形狀、大小、 、電荷分 布、 等.
2. 庫(kù)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F的大小，與它們的電荷量 Q1、Q2的乘積成 ，與它們的距離r的二次方成 ；作用力的方向沿著 它們的 ，同種電荷相互排斥，異種電荷相互 .
電荷　
電荷量　
二者間的距離　
正比　
反比　
連線　
吸引　
靜電力常量　
[思考]　將兩個(gè)帶電泡沫小球通過(guò)絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)，讓它們分別帶上異種電荷和同 種電荷，通過(guò)觀察可發(fā)現(xiàn)異種電荷相互吸引，同種電荷相互排斥.請(qǐng)問(wèn)作用力的大小 與什么因素有關(guān)？
　　提示：兩個(gè)帶電小球間的庫(kù)侖力與它們所帶電荷量以及距離有關(guān).
核心　歸納
1. 對(duì)庫(kù)侖定律的理解
（1）靜電力也叫庫(kù)侖力，是性質(zhì)力，不是效果力，它與重力、彈力、摩擦力一樣具 有力的一切特性.
（2）真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩個(gè)電荷的電荷量及間距有 關(guān)，跟它們的周圍是否存在其他電荷無(wú)關(guān).
（3）兩個(gè)電荷之間的庫(kù)侖力同樣遵守牛頓第三定律，與兩個(gè)電荷的性質(zhì)、帶電多少 均無(wú)關(guān)，即作用力與反作用力總是等大反向的.
C. －F D. F
B
名師點(diǎn)評(píng)
靜電力的確定方法
靜電力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開(kāi)進(jìn)行.
（1）大小計(jì)算：利用庫(kù)侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式， 只代入q1、q2的絕對(duì)值即可.
（2）方向判斷：利用同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來(lái)判斷.
B
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研習(xí)任務(wù)三　靜電力的疊加
矢量和　
核心　歸納
（1）靜電力具有力的一切性質(zhì)，靜電力疊加原理實(shí)際就是力疊加原理的一種具 體表現(xiàn).
（2）靜電力的合成與分解滿足平行四邊形定則，如圖所示.
A. 0
D
名師點(diǎn)評(píng)
靜電力疊加的計(jì)算技巧與要求
（1）靜電力疊加遵循平行四邊形定則，先求出點(diǎn)電荷所受的每一個(gè)靜電力，再應(yīng)用 平行四邊形定則求合力.
（2）注意兩個(gè)等大的力的合成，合力一定沿其角平分線方向，可利用對(duì)稱性求解.
（3）計(jì)算靜電力時(shí)，不但要求出靜電力的大小，還要說(shuō)明靜電力的方向.
D
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研習(xí)任務(wù)四　庫(kù)侖力作用下帶電體的平衡
核心　歸納
分析靜電力作用下點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題時(shí)，方法仍然與力學(xué)中分析物體的平衡方法一 樣，具體步驟如下：
（1）確定研究對(duì)象：如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，用“整體法”或 “隔離法”選取合適的研究對(duì)象.
（3）根據(jù)F合＝0列方程，若采用正交分解，則有Fx＝0，F(xiàn)y＝0.
（4）解方程求出未知量.
研習(xí)　經(jīng)典
[典例4]　如圖所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩點(diǎn)電荷A、B，相距L，問(wèn)：
（1）若A、B固定，在何處放置點(diǎn)電荷C，才能使C處于平衡狀態(tài)？
見(jiàn)解析
（2）若A、B不固定，在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的點(diǎn)電荷，才可以使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于 平衡狀態(tài)？
見(jiàn)解析
名師點(diǎn)評(píng)
在同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題
（1）條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫(kù)侖力必須大小相等，方向相反.
（2）規(guī)律
　　即“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上；“兩同夾異”——兩側(cè)的 點(diǎn)電荷電性相同，中間的點(diǎn)電荷的電性一定與兩側(cè)的相反；“兩大夾小”——中間電 荷的電荷量最小；“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷.
A. a球的質(zhì)量一定比b球的大
B. a球的電荷量一定比b球的大
C. a球受到的庫(kù)侖力比b球的小
D. 絲線對(duì)a球的拉力比對(duì)b球的小
A
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課后提素養(yǎng)
基礎(chǔ)　題組
×
×
×
×
√
√
A. 3∶1 B. 1∶3
C. 1∶1 D. 不能確定
C
A. 變大 B. 變小
C. 不變 D. 都有可能
解析：點(diǎn)電荷A、B間的相互作用力（庫(kù)侖力）的大小只與A、B的電荷量及距離有 關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，C正確.
C
A. 點(diǎn)電荷是一種理想化模型，真正的點(diǎn)電荷是可以在自然界找到的
B. 點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體
D. 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(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì)
D
解析：點(diǎn)電荷是一種理想化模型，真正的點(diǎn)電荷實(shí)際上并不存在，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)兩 個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電 荷，與體積大小無(wú)直接關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；庫(kù)侖定律只適用于真空中的靜止的點(diǎn)電 荷，當(dāng)距離很小時(shí)，帶電體不能再看作點(diǎn)電荷，故庫(kù)侖定律不再適用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； 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(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì)，選項(xiàng)D正確.
C. F D. 3F
B
A. 9.9×10－4 N B. 9.9×10－3 N
C. 1.17×10－4 N D. 2.7×10－4 N
A
規(guī)定沿這條直線由A指向C為正方向，則點(diǎn)電荷A受到的合力大小為
FA＝FBA－FCA＝（1.08×10－3－9×10－5） N＝9.9×10－4 N，故選項(xiàng)A正確.
B
5. 如圖所示，帶電荷量分別為qa、qb、qc的小球a、b、c（均可視為點(diǎn)電荷），固定在 等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a球所受庫(kù)侖力的合力F方向垂直于a、b的連線，則：
（1）a、b間為 ，a、c間為 .（均填“引力”或“斥力”）
解析：（1）設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為r，由題意可知a球所受庫(kù)侖力的合 力F方向垂直于a、b的連線向下，故b對(duì)a為向右的引力，c對(duì)a為斜向左 下的斥力.
引力
斥力
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課時(shí)作業(yè)
[基礎(chǔ)訓(xùn)練]
A. 庫(kù)侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體
C. 若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力
D. 庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律
D
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A. 兩球都帶正電
B. 兩球都帶負(fù)電
C. 大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力
D. 兩球受到的靜電力大小相等
解析：由題圖可知，兩帶電球相互排斥，則說(shuō)明兩球一定帶有同種電荷，但不能確定 是正電荷還是負(fù)電荷，故A、B錯(cuò)；兩帶電球間的靜電力具有一般力的共性，符合牛 頓第三定律，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì).
D
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A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
解析：由題意知c受a的斥力為F斥，受b的吸引力為F引，若F斥＝F引，則兩力的合力水 平向右，由于F引＞F斥，則c球所受電場(chǎng)力的合力應(yīng)為F2，B正確.
B
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A. θ1＞θ2 B. θ2＞θ1
C. θ1＝θ2 D. 無(wú)法確定
C
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A. 甲為正電荷，乙為負(fù)電荷，q1∶q2＝2∶1
B. 甲為正電荷，乙為負(fù)電荷，q1∶q2＝1∶2
C. 甲為負(fù)電荷，乙為正電荷，q1∶q2＝2∶1
D. 甲為負(fù)電荷，乙為正電荷，q1∶q2＝1∶2
B
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解析：設(shè)置于B點(diǎn)試探電荷為＋q，A點(diǎn)固定有一個(gè)正點(diǎn)電荷＋Q，正六邊形邊長(zhǎng)為L(zhǎng). 若甲為負(fù)電荷，乙為正電荷，置于B點(diǎn)試探電荷的受力分析如下圖所示
由圖可知，試探電荷不能處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C、D錯(cuò)誤.若甲為正電荷，乙為負(fù)電荷， 試探電荷受力分析如下圖所示
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B. 16F
C
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C
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解析：根據(jù)題意，三個(gè)負(fù)電荷分布如圖所示
則任意一個(gè)負(fù)電荷受到另外兩個(gè)負(fù)電荷的庫(kù)侖力的合力大小為
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8. 把質(zhì)量為2.0 g的帶負(fù)電的小球A用絕緣細(xì)繩懸掛起來(lái)，若將帶電荷量為Q＝ 4.0×10－6 C的帶電小球B推近小球A，如圖所示.當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度且相距 30 cm時(shí)，繩與豎直方向恰成45°角.取g＝10 m/s2，靜電力常量k取9.0×109 N·m2/C2 ，小球A、B可看成點(diǎn)電荷，求：
（1）A球受的庫(kù)侖力大小；
0.02 N
解析：（1）對(duì)A球進(jìn)行受力分析，如圖所示，則F庫(kù) ＝mg tan 45°＝0.02 N.
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（2）A球所帶電荷量.
5×10－8 C
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[能力提升]
A. P、Q一定帶異種電荷，且Q的電荷量一定等于P的電荷量
C. 水平面對(duì)斜面底部有水平向右的靜摩擦力
D. 水平面對(duì)斜面的支持力等于（M＋m1＋m2）g
BD
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A. a、b小球一定帶同種電荷
B. a、c小球可能帶同種電荷
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11. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在光滑絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電 （可視為點(diǎn)電荷），電荷量為q.在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷.將A由 距B豎直高度為H處無(wú)初速度釋放，小球A下滑過(guò)程中電荷量不變.整個(gè)裝置處在真空 中，已知靜電力常量k和重力加速度g.求：
（1）A球剛釋放時(shí)的加速度是多大；
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（2）當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)間的距離d.
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