发布时间 : 星期四 文章(共27套)最新高中物理沪科版选修3-1(全册)导学案汇总(含所有章节)更新完毕开始阅读
3．库仑定律既可以计算静电力的大小，还可以判断静电力的方向．(√) [后思考]
1．两带电小球间的距离非常小时，库仑力是否会无穷大？
【提示】 当r→0时，两球不能看作点电荷，库仑定律不再适用，即r→0时，F不为无穷大．
2．当两带电球相距较近时，F＝kq1q2
不再适用，是否意味着两球间不存在库仑力的作用？ r2
【提示】 当r较小时，不能用库仑定律计算库仑力的大小，但二者间仍存在库仑力．
[合作探讨]
如图1-2-3所示，两带电金属球的球心相距为r，两金属球的半径均为R，且不满足r?R.
图1-2-3
探讨1：若两球带同种电荷，两球间的库仑力F与kq1q2
间的大小关系如何？ r2
kq1q2
. r2【提示】 因同种电荷相互排斥，距离大于r，所以F<探讨2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力F与kq1q2
间的大小关系如何？ r2
kq1q2
. r2【提示】 因异种电荷相互吸引，距离小于r，所以F>[核心点击]
1．库仑定律的适用对象
(1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算．
(2)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离．
2．应用库仑定律时应注意的问题
(1)应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断即可．
(2)各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k的值才是9.0×10 N·m/C.
9
2
2
3．静电力的叠加
库仑力也称为静电力，它具有力的共性．它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性质，它是矢量，合成与分解时遵循平行四边形定则．
4．如图1-2-4，半径均为r1的两个金属球，彼此之间的距离为L，其中L远远大于球的半径r1.它们都带正电荷，电荷量分别为Q1、Q2，则它们之间的静电力为( )
图1-2-4
A.C.
kQ1Q2
L＋2r1kQ1Q2
L2
B.D.
kQ1Q2L＋2r1kQ1Q2
r21
2
【解析】 将两个金属球看作点电荷，其间距为L＋2r1，根据库仑定律F＝则B项正确，A、C、D项错误．
【答案】 B
kQ1Q2
L＋2r1
2
，
5．半径相同的两个金属球A、B(可以看作点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是( )
A. 8C.3F 8
F B. 43F D.
4
F【解析】 两球相互吸引，说明带异种电荷，设电荷量分别为q，假设A球带正电，当第三个不带电的小球C与A球接触后，A、C两球带的电荷量平分，每球带电荷量为＋当再
2把C球与B球接触后，两球的电量先中和再平分，每球的带电量为－，由库仑定律F＝k2
4rqqq1q2
可知，当移开C球后，由于r不变，所以A、B两球之间的相互作用力的大小为F1＝，故正
8确答案为A.
【答案】 A
6．如图1-2-5所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1 cm，B、C电荷量为qB＝qC＝1×10 C，A电荷量为qA＝－2×10 C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为( )
【导学号：29682004】
－6
－6
F
图1-2-5
A．180 N，沿AB方向 B．1803 N，沿AC方向 C．180 N，沿∠BAC的角平分线 D．1803 N，沿∠BAC的角平分线
【解析】 qB、qC电荷对qA带电金属球的库仑力大小相等，故：
kqAqB9×109
F＝F1＝F2＝2＝r＝180 N
－6－6
2
0.01
N 两个静电力，夹角为60°，故合力为：
F′＝2Fcos 30°＝2×180 N×方向沿∠BAC的角平分线 故选D. 【答案】 D
3
＝1803 N 2
计算库仑力的基本步骤
(1)明确研究对象q1、q2，特别是电性和电荷量的关系． (2)明确q1、q2之间的距离r. (3)根据库仑定律F＝kq1q2
列方程． r2
(4)根据同种电荷相斥，异种电荷相吸确定力的方向．
1.3 静电与生活
学 习 目 标 1.了解静电现象及其在生活、生产中的应用．(重点) 2.了解尖端放电现象，知道避雷针的原理．(难点) 3.知道静电与现代科技及静电危害与控制. 知 识 脉 络
雷 电 与 避 雷
[先填空]
1．自然界中雷电产生的主要原因是云层的相互摩擦，导致了云层间异种电荷的大量积聚，而靠近地面的云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感应而引起感应电荷．
2．云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏以上的电压．这个电压足以击穿空气，产生几十万安培的电流，电流生热使空气发光产生闪电，空气受热突然膨胀发出巨响形成雷电．
3．避雷针是利用尖端放电的原理避雷的． [再判断]
1．云层间带有大量的异种电荷，其主要原因是感应起电．(×)
2．云层和云层之间的高电压击穿空气，形成强电流，就产生了雷电．(√)
3．避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×) [后思考]
如图1-3-1，验电器的金属杆上端为什么要固定一个金属球？
图1-3-1
【提示】 验电器的金属杆上固定一个金属球是为了防止尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会失去电荷．
[合作探讨]
探讨1：雷电是怎样形成的？
【提示】 雷电产生的主要原因是云层相互摩擦，云层间产生大量异种电荷，形成很高的电压．这个电压可以击穿空气，产生很强的电流，导致雷电的产生．
探讨2：避雷针是怎样避雷的？
【提示】 避雷针是通过“尖端放电”的原理来避雷的． [核心点击]
1．电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电