高二物理库仑定律导学案
预习要点：
1．把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置(下图)，比较小球在 所受 ．小球所受电力的大小可以通过丝线偏离 显示出来，偏角 ，表示小球受到的电力 ．
把小球挂在 ，增大或减小它所带的 ，比较小球所受的变化．
实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量的 而，随着距离的 而 ．
11.大家知道，英国科学家卡文迪许用 实验的方法测出了常量，开历史先河，打开了微量观测的大门。1773年法国科学家库仑用 实验验证了静电力的定律．
12.电荷之间存在着的相互作用力称为或 ．在真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的的二次方成反比，作用力的方向在上．
预习点拨：
1、点电荷
(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际并不存在．
(2)在带电体的大小比起它到其它带电体的距离小得多，以致带电体的形状和电荷在它上面的分布已无关紧要时，带电体可视为点电荷．
特别提醒：
物理学中的理想模型是不存在的，但是在处理某些问题时往往要抓住主要矛盾，忽略次要因素，建立理想模型，这样可使研究的问题大大简化，同时可得到物理本质的东西，否则，将是一团乱麻，无从下手，寸步难行．
讨论：现有一个半径为20cm的带电圆盘，问能否把它看作点电荷？
答案：能否把带电圆盘看作点电荷，不能只看大小，要视具体情况而定．若考虑它与10m远处的一个电子的作用力时，完全可以把它看作点电荷；若电子距圆盘只有1mm时，这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面，而不能看作点电荷．
2、库仑定律：
(1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线．
(2)库仑力(静电力)的大小：，其中静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2.
方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸．
(3)定律的适用范围：真空中的点电荷．
特别提醒：
对于均匀带电的绝缘球体之间的作用力，公式F＝k仍然适用，r为球心之间的距离．如果不是点电荷，则可以通过分割的办法，将带电体转化为许多点电荷，求出点电荷间的作用力，再叠加．
讨论：库仑定律与万有引力定律的异同点是什么？
3、库仑定律适用条件： (1)适用条件：真空中两个点电荷间的相互作用．
(2)库仑力具有力的一切性质：矢量性、相互性等，两点电荷间的库仑力是相互作用的，其大小相等，方向相反．
(3)将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行．即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷Q1、Q2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判定．
(4)要统一国际单位，与k＝9.0×109N•m2/C2统一．
(5)如果一个点电荷同时受到另外两个或更多的点电荷的作用力，可根据静电力叠加的原理求出合力．
特别提醒：
①因为基本粒子(电子、质子、原子核、离子等)之间的静电力远比它们之间的万有引力大得多，也比本身受的地球引力(重力)大得多，所以都不考虑万有引力作用，但像质量较大的带电体小球、液滴、灰尘等，一般要考虑重力作用．
②在解决多个点电荷间的作用力问题时，要注意每两个点电荷间就有一对库仑力，它们之间的关系遵从牛顿第三定律．
课堂练习：
1.(2009•南安一中高二检测)关于点电荷，下列说法中正确的是
( )
A．体积小的带电体
B．球形带电体
C．带电少的带电体
D．大小和形状对作用力影响可忽略的带电体
答案：D
解析：点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究离它很远的电荷间的作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体情况而定．
2．关于对库仑定律的理解和应用，以下说法中正确的是
( )
A．两个点电荷的电荷量分别为q1和q2，它们之间的距离为r，则当两个点电荷带同种电荷时，它们之间的库仑力F
B．两个点电荷的电荷量分别是q1和q2，相距为r，在它们之间放一厚度略小于r的玻璃板，则它们之间的库仑力为F＝kq1q2r2
C．真空中一个固定的点电荷A，电荷量为q1，另有一个电荷量为q2的点电荷B以A为圆心，做半径为r的匀速圆周运动，则它们之间的库仑力为F＝kq1q2r2
D．根据F＝kq1q2r2知，当两个带电体相距很近时，r?0，它们之间的库仑力会无穷大
答案：C
解析：用库仑定律计算两个点电荷间的作用力时，不论是引力还是斥力，都是适用的，所以A错误；库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，中间隔有玻璃板(绝缘体)时，公式F＝kq1q2r2不再适用了，所以B错误；D选项中，r很小时，两个带电体已不能视为点电荷了，这时公式不再适用，所以D错误．
3．下列各图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．A球能保持静止的是
( )
答案：AD
解析：四图中A球受力满足三力平衡的有A、D，故A、D正确．
4．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是
( )
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
答案：B
解析：据“同电相斥、异电相吸”规律，确定电荷c受到a和b的库仑力方向，考虑b的带电荷量大于a的带电荷量，故Fb大于Fa，Fb与Fa的合力只能为F2，故选项B正确．
5．(2009•河南宝丰一中高二检测)真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和8q，它们之间作用力的大小为F，有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，用C跟A、B两小球反复接触后移开，此时，A、B间的作用力大小为
( )
A．F/8 B．3F/8
C．7F/8 D．9F/8
答案：D
6．将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上，从静止开始释放，那么下列叙述中正确的是(忽略万有引力)
( )
A．它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同
B．它们的加速度可能为零
C．它们的加速度方向一定相反
D．它们的加速度大小一定越来越小
答案：C