高考物理三轮冲刺导学案库仑定律含解析

三轮冲刺导学案-----库仑定律 <br />考点剖析 <br />一、点电荷 <br />‎1．点电荷是一种理想化的物理模型。当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。‎ <br />‎2．电荷量、元电荷、点电荷和检验电荷的区别 <br />‎（1）电荷量是物体带电荷的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍。‎ <br />‎（2）元电荷是是最小的电荷量，不是电子也不是质子。‎ <br />‎（3）点电荷要求带电体的线度远小于研究范围的空间尺度，对电荷量无限制。‎ <br />‎（4）检验电荷是用来研究电场性质的电荷，要求放入电场后对电场产生的影响可以忽略不计，故应为带电荷量足够小的点电荷。‎ <br />二、库仑定律 <br />‎1．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。‎ <br />‎2．公式：F=，其中比例系数k为静电力常量，k=9.0×109 N&middot;m2/C2‎ <br />‎3．适用情况 <br />‎（1）带电体的线度相对研究范围的空间尺度足够小，可视为点电荷。‎ <br />‎（2）电荷量分布均匀的球形带电体，r为球心到点电荷或球心到球心的距离。‎ <br />注意：‎ <br /> <br />‎（1）库仑定律公式F=，q1、q2是能被视为点电荷的带电体的电荷量，当r→0时，带电体不能再被视为点电荷，故而不能单从数学角度认为有r→0，则F→∞，还要兼顾公式的实际物理意义。‎ <br />‎（2）对电荷量分布均匀的球形带电体，在运用库仑定律时，可视为所有电荷量集中在球心，这一点与运用万有引力定律的情况很相似，但若带电球为导体，距离接近后，电荷会重新分布，就不能再用球心间距代替r；如果带电球为绝缘体则不存在这个问题。‎ <br />三、库仑力参与的平衡问题和动力学问题 <br />‎1．库仑力参与的平衡问题 <br />与一般平衡问题的分析方法相同，只是需要多分析库仑力而己。可以运用平行四边形定则或三角形定则直接作图分析；也可以进行正交分解，列两个垂直方向的平衡方程，由解析法分析。‎ <br />‎2．三个自由点电荷的平衡条件 <br />‎（1）三点共线&mdash;&mdash;三个点电荷分布在同一直线上；‎ <br />‎（2）两同夹异&mdash;&mdash;正负电荷相互间隔；‎ <br />‎（3）两大夹小&mdash;&mdash;中间电荷的电荷量最小；‎ <br />‎（4）近小远大&mdash;&mdash;中间电荷靠近电荷量较小的电荷。‎ <br />‎3．库仑力参与的动力学问题 <br />与一般动力学问题在本质上是相同的，如两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律。值得注意的是：‎ <br />‎（1）运用牛顿运动定律列方程时，要注意库仑力的方向；‎ <br />‎（2）库仑力是变力，一般只能得到某一瞬间的加速度数值解。‎ <br />‎4．库仑力充当向心力的匀速圆周运动 <br />带电体围绕固定点电荷做匀速圆周运动，电性一定相反，由相互吸引的库仑力充当向心力。设中心点电荷的电荷量为Q，带电体（m，‎ <br /> <br />q）的轨道半径为r，则有=ma==mω2r=‎ <br />典例精析 <br />‎1、对于库仑定律，下列说法中正确的是 <br />A．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力 <br />B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律 <br />C．相互作用的两个点电荷，它们的电荷量不相同时，它们之间的库仑力大小一定不相等 <br />D．当两个半径均为r、带电荷量均为q的金属球中心相距4r时，它们之间的静电力大小为 <br />‎【答案】A <br />‎【解析】库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力，A正确；两带电体非常接近时，由于静电感应会使电荷量重新分布，不能使用库仑定律，B错误；两电荷间的库仑力是一对相互作用力，大小相等，C错误；两个金属球的距离太近，电荷会重新分布，不能直接使用库仑定律，D错误。‎ <br />考点：库仑定律的使用条件 <br />点拨：对静电力问题，解题分析时要注意所研究的对象，一般分为三种情况：‎ <br />‎（1）点电荷，间距远大于线度的带电体；（2）绝缘球，电荷不能自由移动，在球外可视为点电荷，在球内需要考虑外层电荷的静电屏蔽；（3）导体球，电荷能自由移动，要注意两球间距较近时由于静电感应，会使电荷重新分布，不能直接使用库仑定律。‎ <br />‎2、如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可视为点电荷），A球带电荷量为+2q，B球带电荷量为–q <br /> <br />‎，将它们同时由静止释放，A球加速度大小为B球的3倍。现在A、B连线中点固定一个带电小球C（也可视为点电荷），再同时由静止释放A、B两球，释放瞬间两球加速度大小...