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库仑定律
一、库仑定律库仑力
1.电荷间的相互作用力,也叫做静电力点电荷
2.带电体间的距离比自身的大小大得多,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忽略时,可将带电体看做带电的点它是一种理想化的物理模型1点电荷是理想模型.只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在,是一种科学的抽象,其建立过程反映了一种分析处理问题的思维方式2带电体看成点电荷的条件.实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷一个带电体能否看成点电荷,不能单凭其大小和形状确定,也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定,关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响,若没有影响,或影响可以忽略不计,则带电体就可以看做点电荷库仑定律
3.⑴内容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⑵表达式尸=卢詈,左叫做静电力常量,Jl=
9.0X109N-m2/C2o适用条件真空中的点电荷3库仑力4
①库仑力也称为静电力,它具有力的共性
②两点电荷之间的作用力是相互的,其大小相等,方向相反
③方向判断利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断库仑定律的两个应用
4.⑴应用库仑定律计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力⑵应用库仑定律分析两个带电球体间的库仑力
①两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,库仑定律也适用,二者间的距离就是球心间的距离
②两个规则的带电金属球体相距比较近时,不能被看成点电荷,此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变如图甲,若带同种电荷时,由于排斥而作用距离变大,此D时卢要;如图乙,若带异种电荷时,由于吸引而作用距离变小,此时尸卢罗r-r-----------------6r•’•I,乙
③有人根据方=戌詈推出当时,Ffg,从数学角度分析似乎正确,但从物理意义上分析,这种看L0法是错误的因为当时,两带电体已不能看做点电荷,库仑定律及其公式也就不再适用,不能成立了r-0
二、静电力叠加原理、两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各个点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和
1、三个点电荷的平衡问题2⑴三点共线三个点电荷一定分布在一条直线上⑵两同夹异两侧的点电荷电性相同,中间的点电荷的电性一定与两侧的相反⑶两大夹小处于中间的点电荷的带电量一定较小⑷近小远大三个点电荷中电荷量较小的两个点电荷离得较近例(多选)关于点电荷的说法正确的是()1体积很小的带电体一定能看成是点电荷A.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷B.当两个带电体的大小和形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看成是点电荷C.一切带电体都有可能看成是点电荷D.答案CD例下列哪些物体可以视为点电荷()2电子和质子在任何情况下都可视为点电荷带电的球体一定能视为点电荷A.B.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷带电的金属球一定不能视为点电荷C.D.[答案]C例、分别放在两个绝缘架上的相同金属球,相距为球的半径比小得多,分别带有和网的电荷量,3d,d g相互斥力为凡现用绝缘工具将这两个金属球接触后再分开,然后放回原处则它们的相互作用力将变为3()B.F3FA.O C.D.4F答案D例、、两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径为球心相距带电荷量〃带电荷量则、区间相4A Br,3r,A0,2,A互作用力为()无法确定等于段竽大于丹竽小于尚竽A,B.C.D.答案D例、如图所示,和一是两个可自由移动的电荷,且现再取一个可自由移动的点电荷放在和连5002=401000QA接的直线上,欲使整个系统平衡,那么()玄应为负电荷,放在©的左边应为负电荷,放在的右边A.Q B.02应为正电荷,放在白的左边应为正电荷,放在的右边C.0D.02答案例、在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球、、位于等边三角形的三个顶点A6A3C上,小球位于三角形的中心,如图所示现让小球、B、带等量的正电荷,让小球带负电荷使四O AC q,个小球均处于静止状态,则与的比值为()g卓A.|B.D.小C.3[答案]D例、如图所示,质量分别为叩和相的两小球,分别带电荷量外和饮,用绝缘线悬于同一点,由于静电斥力使两7悬线与竖直方向张开相同的角度(两小球在同一水平线上)则()q\必等于qi m\必等于miA.B.北必等于言和如=必须同时满足[答案]课后作业C.D.qi=0m2B
1.(多选)对点电荷的理解,你认为正确的是()A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体B.点电荷的带电荷量可能是
2.56X10-2°©C.只要是均匀的球形带电体,不管球的大小,都能被看做点电荷D.当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体都能看做点电荷答案AD
2.下列对库仑定律的理解正确的是()A.对于任何带电体之间的静电力,都可以使用公式b=理学计算rB.只要是点电荷之间的静电力,就可以使用公式计算C.无论是在真空中还是在介质中,两个点电荷之间的静电力一定是大小相等、方向相反D.摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电答案C
3.如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、位于等边三角形的三个顶点上a和带正电,6带负电,a所带电荷量的大小比b的小已知受到a和8的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.R B.KC.A D.Ex答案B
4.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是()A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B.保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C.一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的;D.保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的;答案A
5.如图所示,有三个点电荷力、B、位于一个等边三角形的三个顶点上,已知尔夕都带正电荷,/所受
8、两个电荷的静电力的合力如图中凡所示,那么可以判定点电荷所带电荷的电性为()A.一定是正电B.一定是负电C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断答案B
6.如图所不,两个点电荷,电荷量分别为71=4X109c和3=-9X10)C,两者固定于相距20cm的a、6两点上,有一个点电荷Q放在“、6所在直线上,且静止不动,该点电荷所处的位置是何处()A.a的左侧40cm B.a、6的中点C.6的右侧40cm D.无法确定答案A
7.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定()A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等答案D
8.如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在肱V间放一带电小球b,则6应()A.带负电,放在力点B.带正电,放在8点C.带负电,放在点D.带正电,放在点答案C
9.如图所示,在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A和它们用一绝缘轻弹簧相连,带同种电荷弹簧伸长照时,小球平衡如果从夕所带电荷量加倍,当它们重新平衡时,弹簧伸长为x,则不和照的关系为()A.B.x=4xoX=2XQC.xV4刖D.x4xo答案C
10.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A.速度变大,加速度变大B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大答案C
11.如图所示,半径为的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+的电荷,另一电荷量为+,的点电荷放在球心上,由于对称性,点电荷所受的力为零,现在球壳上挖去半径为r
①远小于面的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受力的大小为(已知静电力常量为公,方向答案»由球心指向孔心
12.如图所示,
4、〃是带有等量的同种电荷的两个小球,它们的质量都是如它们的悬线长度都是乙悬线上端都固定在同一点,台球悬线竖直且被固定,4球在力的作用下,在偏离6球x的地方静止平衡,此时/受到绳的拉力为A;现保持其他条件不变,用改变月球质量V的方法,使力球在距夕为w处平衡,则力受到绳的拉力为多大乙答案:8分解析对力受力分析矢量三角形相似于几何三角形kQqkQq x2F\x x艮,2•»~=问理时~F\=8/*ioL x2L x2。