2018高中物理 考點(diǎn)分類解讀 專題1.2 庫侖定律學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
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考點(diǎn)02 庫侖定律 知識(shí)精析 考點(diǎn)一 庫侖定律 1．對(duì)庫侖定律的深入理解 （1）在理解庫侖定律時(shí)，有人根據(jù)公式，設(shè)想當(dāng)r→0時(shí)得出F→∞的結(jié)論。從數(shù)學(xué)角度分析時(shí)正確的，但從屋里角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的。錯(cuò)誤的原因是：當(dāng)r→0時(shí)兩電荷已市區(qū)了作為點(diǎn)電荷的前提條件，何況實(shí)際帶電體都有一定大小，根本不會(huì)出現(xiàn)r=0的情況。也就是r→0時(shí)，不能再利用庫侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用。 （2）實(shí)際中，可將計(jì)算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進(jìn)行，即用公式計(jì)算庫侖力時(shí)，不必將其電荷量的絕對(duì)值代入公式中計(jì)算出力的大?。涣Φ姆较蛟俑鶕?jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判別。也可將q1、q2帶符號(hào)運(yùn)算，結(jié)果中F為“+”表示斥力，F(xiàn)為“–”表示引力。 （3）庫侖力也叫靜電力，是“性質(zhì)力”，不是“效果力”，它與重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性，同樣遵循牛頓第三定律——大小相等、方向相反，不要認(rèn)為電荷量大的電荷對(duì)電荷量小的電荷的作用力大。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，與其他性質(zhì)的力一樣，受力分析時(shí)不能漏掉。 （4）如果是多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)另一個(gè)點(diǎn)電荷的作用，可分別對(duì)該點(diǎn)電荷與其他每個(gè)點(diǎn)電荷使用，然后把該點(diǎn)電荷所受的庫侖力進(jìn)行矢量合成。 經(jīng)典示例 【例1】三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球2所帶電荷量大小是球1的n倍，球3不帶電且離球l和球2很遠(yuǎn)，此時(shí)球1、2之間作用力的大小為F?，F(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠(yuǎn)處，此時(shí)1、2之間作用力的大小仍為F。由此可知n的取值可能是 A．n=3 B．n=6 C．n=7 D．n=10 【答案】BD 【解析】由公式，得若是帶同種電荷，球3先與球2接觸，球2帶電變?yōu)椋?再與球1接觸，球1帶電變?yōu)?，兩球間作用力變?yōu)?，，?lián)立解得n=6，B正確；若是帶異種電荷，球3先與球2接觸，球2帶電變?yōu)椋?再與球1接觸，球1帶電變?yōu)?，兩球間作用力變?yōu)?，，?lián)立解得n=10，D正確。 考點(diǎn)二 靜電力與萬有引力的比較 名稱 比較 靜電力 萬有引力 表達(dá)式 適用條件 真空中靜止的點(diǎn)電荷 質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)量分布均勻的球體 r的含義 兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離 兩物體的質(zhì)心間的距離 常量 靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2 G=6.6710–11 Nm2/kg2 測量方法 庫侖扭秤實(shí)驗(yàn) 卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn) 作用方式 通過電場對(duì)另一電荷產(chǎn)生的作用 通過引力場對(duì)另一物體產(chǎn)生力的作用 不同點(diǎn) ①與電荷量有關(guān) ②有引力、斥力 ③作用很強(qiáng)，是短程力 ①與質(zhì)量有關(guān) ②只有引力 ③作用很弱，具有宏觀性 相同點(diǎn) ①都與距離的平方成正反比，都與相關(guān)物理量的乘積成正比 ②力的方向都在兩物體的連線上 注意 對(duì)于微觀粒子，相互之間的靜電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力，因此，在研究微觀粒子間的作用力時(shí)，萬有引力可以忽略不計(jì) 【例2】如圖所示，一個(gè)均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為+Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上。圓心為O點(diǎn)，過O點(diǎn)作一豎直線，在此線上取一點(diǎn)A，使A到O點(diǎn)的距離為R，在A點(diǎn)放一檢驗(yàn)電荷+q，則+q在A點(diǎn)所受的電場力為 A．，方向向上 B．，方向向上 C．，方向水平向左 D．不能確定 【答案】B 【解析】將均勻的帶電圓環(huán)分成長度為的微元，每個(gè)微元帶電量為。每個(gè)微元在A點(diǎn)對(duì)+q的電場力沿AO方向的分力為，根據(jù)對(duì)稱性可知垂直AO方向的分力抵消。整個(gè)均勻帶電圓環(huán)在A點(diǎn)對(duì)+q的電場力為。，方向沿OA方向向上，選項(xiàng)B正確。 釋疑解難 庫倫定律與力學(xué)綜合問題 庫侖定律給出了兩個(gè)點(diǎn)電荷間作用力的大小和方向，明確了庫侖力是不同于重力、彈力和摩擦力的另一種性質(zhì)的力。但它同樣遵循力的合成與分解的平行四邊形法則，產(chǎn)生的效果同樣服從牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律，因此，對(duì)于庫侖定律與力學(xué)綜合問題的分析，只要把庫侖力當(dāng)作一個(gè)服從庫侖定律的普通力來對(duì)待就可以了，其分析的思路與方法完全是力學(xué)的思路與方法，這就是：電學(xué)問題，力學(xué)方法。 （1）庫侖力作用下的平衡問題 ①分析帶電體在有庫侖力作用下的平衡問題時(shí)，方法仍然與力學(xué)中的物體的平衡方法一樣，具體的步驟是：A．確定研究對(duì)象；B．進(jìn)行受力分析C．建立坐標(biāo)系D．列方程F合=0，正交分解，，E．求解方程 ②共線的三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的規(guī)律可總結(jié)為：兩同夾一異，兩大夾一小，且三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量滿足 （2）庫侖力作用下的非平衡問題 分析庫侖力作用下的帶電體的非平衡問題，方法和力學(xué)中的相同，首先分析帶電體受到的所有的力，再依據(jù)牛頓第二定律，進(jìn)行求解，對(duì)相互作用的系統(tǒng)，要注意靈活使用整體法與隔離法。 拓展訓(xùn)練 1．兩帶電荷量不等的絕緣金屬小球，當(dāng)相隔一定距離時(shí)，其相互作用力為F1，現(xiàn)將兩小球接觸后分開并保持原有距離，它們之間的相互作用力為F2，下列說法正確的是 A．若F2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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