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1、库仑定律 教学目标：两种电荷、电荷守恒定律、真空中的库仑定律、点电荷。教学重点、难点： 1。 库仑定律 2。带电粒子的平衡与运动教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：知识点回顾：（一）、两种电荷 电荷守恒定律1 正、负电荷的规定自然界只存在正、负两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。2 电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中总量保持不变。3 元电荷所有带电体的电量都是e的整数倍，电荷量e被称为元电荷。1e=1.6（二）、库仑定律1内容： 真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的
2、电荷量的乘积成正比，跟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。友情提醒：“真空中”、“点电荷”、“二次方”2公式： 其中k为静电力常量， k=9010 9 Nm2/c23成立条件 真空中（空气中也近似成立），点电荷。关注：带电体可视为点电荷的条件带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。即带电体的线度比两带电体之间的距离小得多典例示范：例1两个半径为r的相同的金属小球，带电量之比为17，相距L且Lr,两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）A B. C. D.解析: Lr说明什么？（两小球可看成电电荷）； 相互接触过程中会发生什么现象？（电荷从一个
3、小球转移到另一个小球） 相互接触后各自带电量如何？（因两金属小球相同,根据对称性可得：相互接触后带电量均分） 若两金属小球带同种电荷,则相互接触后带电量之比为44 若两金属小球带异种电荷, 则相互接触后带电量之比为33根据 可得相互作用力可能为原来的或 例2A和B两个相同的金属小球，半径皆为r,带电量分别+Q和+2Q，当两球球心间距离为3r时，它们的库仑力为 （ C ）A等于 B大于 C小于 D.无法确定解析:问题 A、B能否看成电电荷？若认为A、B两球所带电量集中于球心则两者间的库仑力多大？能不能等效的认为A、B两球所带电量集中于球心？它们的库仑力大小与 什么关系呢？若A、B带异种电荷呢？库
4、仑力与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。例3 在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？+4QA B -Q若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？解析：若第三个点电荷C带正电+4Q-Q若第三个点电荷C带负电+4Q-Q所以，不论C电性如何，只能在B点的右侧设A、B之间的距离为r, B、C之间的距离为根据平衡条件及库仑定律
5、得： 解除锁定后，C处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了；要使A、B两个点电荷都处于平衡，C只能带正电对B：规律：三个点电荷都只在电场力作用下保持静止遵循：两同夹异，两大夹小OABmBgFNLd例4已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法A将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B将小球B的质量增加到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍解：本题实质上就是判断A、B之间的距离跟哪些因素有关？成什么
6、关系？由B的共点力平衡图知，而， 可知 选BD点评：从题型上看本题属于力的平衡问题，关键：画出B球的受力示意图并建立完整的平行四边形，涉及某几何三角形的边长的平衡问题，可优先考虑利用相似三角形对应边成比例列式求解。例5 已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是+q。给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：C球的带电性和电荷量；外力F的大小。BACFCBF 问题： 三个小球保持相对静止共同加速运动，加速度方向怎样？ABCFABFBFCBF与F同向以B为研究对象，B的受力情况任何？合力方向怎样？你能得到什么结论？（1）C带负电（2
7、）根据 可得QC= -2q（3）外力F怎样确定？设加速度为a 则 而所以F= AB-Q-2Q思考题已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为-2Q与-Q。现在使它们以相同的初动能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2。有下列说法：E1=E2 E0，p1=p2 p0E1=E2= E0，p1=p2= p0接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点两球必将同时返回各自的出发点。其中正确的是A B C D解：由牛顿定律的观点看，两球的加速度大小始终相同，相
8、同时间内的位移大小一定相同，必然在连线中点相遇，又同时返回出发点。由动量观点看，系统动量守恒，两球的速度始终等值反向，也可得出结论：两球必将同时返回各自的出发点。且两球末动量大小和末动能一定相等。从能量观点看，两球接触后的电荷量都变为 -1.5Q，在相同距离上的库仑斥力增大，返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功，由功能关系，系统机械能必然增大，即末动能增大。选C。本题引出的问题是：两个相同的带电小球（可视为点电荷），相碰后放回原处，相互间的库仑力大小怎样变化？讨论如下：等量同种电荷，F /=F；等量异种电荷，F /=0F；不等量异种电荷F /F、F /=F、F /F都有可能，当满足q1=（32）q2时F /=F。
