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人教版高中物理必修三第9章库仑定律

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3.实验结论 1
(1)力 F 与距离 r 的二次方成反___比_,F∝_r2_。 (42.)力库F仑与定电律荷表量达q式1 和:Fq2=的_k乘_qr1_q积2_2,成其_正_中_比_静,电F∝力_常_q_量1_q_2k_=___9。_.0__×__1_09
N·m2/C2。
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三、静电力计算
(3)点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,是一
种理想化模型。
(√ )
(4)
(5)很大的带电体也有可能看作点电荷。
(√ )
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2.(多选)如图所示,O 是一个带电的物体,若把系在丝线上的带 电小球先后挂在横杆上的 P1、P2、P3 位置,可以比较小球在不同位 置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离 竖直方向的角度 θ 显示出来(小球与物体 O 在同一水平线上)。若物体 O 的电荷量用 Q 表示,小球的电荷量用 q 表示,物体与小球间距离 用 d 表示,物体和小球之间的作用力大小用 F 表示。则下列对该实 验的判断正确的是( )
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自主预习 探新知
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一、电荷之间的作用力 1.实验探究 (1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方 向 θ 角。
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(2)在电荷量不变的情况下,小球离带电体越近,角度 θ 越_大_, 离带电体越远,角度 θ 越_小_。
(3)在距离不变的情况下,带电体电荷量越大,角度 θ 越大__,电 荷量越小,角度 θ 越小__。
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合作探究 攻重难
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对点电荷的理解
1.点电荷是物理模型 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。
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2.带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体 的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大小等 次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,带电体就能看成点 电荷。
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3.注意区分点电荷与元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量,其数值等于一个电子或一个质子所 带电荷量的绝对值。 (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状,是带电个体,其带 电荷量可以很大也可以很小,但它一定是元电荷的整数倍。
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【例 1】 (多选)下列关于点电荷的说法正确的是( ) A.两个带电体无论多大,只要它们之间的距离远大于它们的大 小,这两个带电体就可以看作点电荷 B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看 作点电荷 C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷 D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心 的点电荷处理
3.静电力:电荷之间的相互作用力,也叫库仑力。
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4.点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以 至于带电体的形状、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,带电体可以看作带电的点。点电荷是一种理想化模 型。
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二、库仑的实验 1.实验装置
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2.实验步骤 (1)改变 A 和 C 之间的距离,记录每次扭丝扭转的角度,便可找 出力 F 与距离 r 的关系。 (2)改变 A 和 C 的带电荷量,记录每次扭丝扭转的角度,便可找 出力 F 与带电荷量 q 之间的关系。
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A.可用控制变量法,探究 F 与 Q、q、d 的关系 B.保持 Q、q 不变,减小 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 成反比 C.保持 Q、d 不变,减小 q,则 θ 变小,说明 F 与 q 有关 D.保持 q、d 不变,减小 Q,则 θ 变小,说明 F 与 Q 成正比
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AC [保持 Q、q 不变,减小 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 有关, 但不能确定成反比关系,选项 B 错误;保持 Q、d 不变,减小 q,则 θ 变小,说明 F 与 q 有关,选项 C 正确;保持 q、d 不变,减小 Q, 则 θ 变小,说明 F 随 Q 的减小而减小,但不能确定成正比关系,选 项 D 错误;由上述可知选项 A、C 正确。]
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3.真空中两个点电荷相距为 r 时,它们间的静电力大小为 F;
如果保持它们的电荷量不变,而将距离增大为 2r,则静电力大小将
变为( )
A.2F
B.F
F C.4
F D. 2
C [由库仑定律得:F=kqrQ2 ,当距离变为原来的 2 倍,F′=
kq4Qr2,所以 F′=F4,选项 C 正确。]
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AD [无论两带电体自身大小怎样,当两带电体之间的距离远大 于它们的大小时,带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小, 可把带电体看作点电荷,选项 A 正确,而选项 C 错误;尽管带电体 很小,但两带电体相距很近,以至于本身的大小和形状对问题的影 响不能忽略,两带电体也不能被看作点电荷,选项 B 错误;两个带 电金属小球,若离的很近,两球所带的电荷在静电力作用下会分布 不均,电荷的分布影响到静电力的大小,若带同种电荷,相互排斥, 等效的点电荷间距大于球心距离;若带异种电荷,相互吸引,等效 的点电荷间距小于球心距离,因此,选项 D 正确。]
1.两个点电荷间的作用力_不__会_因第三个点电荷的存在而有所改
变。 2.两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点
电荷单独对这个点电荷的作用力的矢___量__和_。
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1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比。 (× )
(2)实验表明两个带电体的距离越大,作用力就越小。 ( √ )
(4)结论:影响两电荷之间相互作用力的因素:距___离_、电___荷__量_。
电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大,随带电体所带 电荷量的增加而增大。
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2.库仑定律: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。
第九章 静电场及其应用
2.库仑定律
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[学习目标] 1.知道点电荷的概念,体会物理中的理想模型方法。 (难点)2.了解库仑扭秤实验。3.掌握库仑定律的内容、公式及适用条 件,知道静电力常量,并会求点电荷间的作用力。(重点)4.知道两个 相同的金属小球互相接触后电荷分配规律。(重点)5.通过对比静电力 和万有引力,体会自然规律的多样性和统一性。(难点)
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