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文本内容:
新人教版高中物理选修3-1第一章《库仑定律习》精品学案课题选修3-1§
1.5库仑定律习题课学案课型习题课目标
(一)知识与技能
1、通过例题的讲解进一步理解库仑定律的含义及其应用
2、进一步熟练应用库仑定律的公式进行有关的计算
(二)过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律
(三)情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力重点重点掌握库仑定律难点会用库仑定律的公式进行有关的计算知识主干
1.复习回顾2.典例分析3.课后巩固学习过程
1.复习回顾
1、复习上一节的内容
(1)库仑定律的内容及表达式
(2)库仑定律的适用条件适用条件真空中,两个点电荷之间的相互作用
(3)应用库仑定律解题注意的事项
2、典型例题分析【例1】如图1所示,真空中有三个同种点电荷Q
1、Q2和Q3,它们固定在一条直线上,电荷量均为Q=
4.0×10-12C,求Q2所受的静电力的大小和方向【解析】对Q2受力分析如图2所示,Q2所受的静电力为Q3和Q1对Q2的作用力的合力Q1对Q2的作用力Q3对Q2的作用力∴代入数据得,方向沿Q
2、Q3连线指向Q3【例2】如图3所示,真空中有两个点电荷A、B,它们固定在一条直线上相距L=
0.3m的两点,它们的电荷量分别为QA=16×10-12C,QB=
4.0×10-12C,现引入第三个同种点电荷C,
(1)若要使C处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?
(2)若点电荷A、B不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?【解析】
(1)由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使C处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,可为正电荷,也可为负电荷设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3∵
①∴
②∴
③∴4L-x2=x2
④∴x=
0.2m即点电荷C放在距A右侧
0.2m处,可为正电荷,也可为负电荷
(2)首先分析点电荷C可能放置的位置,三个点电荷都处于平衡,彼此之间作用力必须在一条直线上,C只能在AB决定的直线上,不能在直线之外而可能的区域有3个,
①AB连线上,A与B带同种电荷互相排斥,C电荷必须与A、B均产生吸引力,C为负电荷时可满足;
②在AB连线的延长线A的左侧,C带正电时对A产生排斥力与B对A作用力方向相反可能A处于平衡;C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使B平衡;C带负电时对A产生吸引力与B对A作用力方向相同,不可能使A处于平衡;C对B的作用力为吸引力与A对B作用力方向相反,可能使B平衡,但离A近,A带电荷又多,不能同时使A、B处于平衡
③放B的右侧,C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使B平衡;由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使三个电荷都处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,且为负电荷设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3对C∴x=
0.2m对B∴,为负电荷 【拓展】若A、B为异种电荷呢?【解析】
(1)电荷C放在B的右侧,且距B
0.3m处,电量的大小及正负无要求;
(2)电荷C放在B的右侧,且距B
0.3m处,C为正电荷,学生归纳后进行总结同种电荷放中间,异种电荷在两边;远离大球近小球,平衡位置连成线;三个小球都平衡,电量正负有条件;第三小球能平衡,电量正负任意选【例3】如图4所示,把质量为
0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度时且相距3cm,丝线与坚直方向夹角为45,此时小球B受到库仑力F=_____小球A带的电量qA=_______【解析】根据题意可知,小球A处于平衡状态,分析小球A受力情况如图5所示小球A受到重力mg、丝线的张力T;小球B对小球A的静电力F,三个力的作用三个力的合力为零
①代入数据解得由
①式可知
②代入数据解得
③小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作用力,所以小球B受到的库仑力大小为2×10-3N小球A与小球B相互吸引,B带正电,小球A带负电,所以qA=-
0.5×10-8C【说明】本题在解答过程中,物体的平衡条件成为关键内容,因此分析物体的受力,对力进行分解合成就成了必须的步骤其次,小球A带电量为qA=-5×10-9C中的负号在答案中不是可缺少的内容,必须重视课后巩固练习课内提升
1、两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r它们带有等量同种电荷q时,相互间的库仑力为F1,若距离不变,它们带有等量异种电荷q时,库仑力为F2,则两力大小()A.F1>F2B.F1<F2C.F1=F2D.无法确定
2、两个相同的金属小球(可看作点电荷),带电量之比为1:7,在真空中相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能是原来的()
①4/7
②3/7
③9/7
④16/7A.
①②B.
②③C.
③④D.
①④
3、如图13-1-1所示,q
1、q
2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离为l1,q2与q3之间的距离为l2,且每个电荷都处于平衡状态
(1)如q2为正电荷,则q1为电荷,q3为电荷
(2)q
1、q
2、q3三者电量大小之比是课外迁移
1、两个完全相同的金属球A和B,带异号不等量电荷,相隔一定距离,库仑力为F,把两球相互接触后再放回原处,则两球间的库仑力将()A、减小B、增大C、不变D、以上情形都有可能
2、下列关于点电荷的说法中,正确的是 [ ]A.只有体积很小的带电体才能看作点电荷.B.体积很大的带电体一定不是点电荷.C.当两个带电体的形状对它相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷.D.任何带电球体,都可看作电荷全部集中于球心的点电荷.
3、A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A之间都是互相吸引的,如果A带正电,则 [ ]A.B、C球都带负电.B.B球带负电,C球带正电.C.B、C球中必有一个带负电,另一个不带电.D.B、C球都不带电.
4、两个点电荷相距r时相互作用力为F,则 [ ]A.电量不变距离加倍时,作用力变为F/4.B.其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时,作用力不变.C.每个电荷的电量和两电荷间距减半时,作用力为4F.D.每个电荷的电量和两电荷间距都增加相同倍数时,作用力不变.
5、真空中两个点电荷Q
1、Q2,距离为R,当Q1增大到2倍时,Q2减为原来的1/3,而距离增大到原来的3倍,电荷间的库仑力变为原来的()A、4/9B、4/27C、8/27D、2/
276、两个放在绝缘架上的相同金属球,相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷,相互斥力为3F,现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为()A.0B.FC.3FD.4F
7、库仑定律公式中静电力常数k的大小表示_______________.在国际单位制中k的单位是________.
8、电子质量为
9.1×10-31kg,电子电量与氢原子核电量均为
1.6×10-19C,电子绕核轨道半径为
5.3×10-11m,可估算出氢原子的核外电子绕核运动的速度大小数量级为______m/s.
9、在真空中有两个相距
0.18m的点电荷,Q1电量为十
1.8×10-12C两个点电荷间的静电力F=
1.0×10-12N,求Q2所带的电量及带电性质?13-1-1图5图4图3图2图1第1页共4页。