20xx教科版高中物理選修（3-1）1-2《庫(kù)侖定律》-文庫(kù)吧
2025-10-14 22:41 本頁(yè)面
【正文】 種電荷時(shí)，F(xiàn) ＜ kQ1Q2r2 ，兩球帶異種電荷時(shí)， F ＞ kQ1Q2r2 . 2 ．有人根據(jù) F ＝ kq1q2r2 推出當(dāng) r ―→ 0 時(shí)， F ―→ ∞ ，從數(shù)學(xué)角度分析似乎正確，但從物理意義上分析，這種看法是錯(cuò)誤的，因?yàn)楫?dāng) r ―→ 0 時(shí)，兩帶電體已不能看做點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律及其公式也就不再適用，不能成立了． 1 ．下列說(shuō)法中，正確的是 ( ) A ．點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體 B ．點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體 C ．根據(jù)公式 F ＝ kQ 1 Q 2r2 ，當(dāng) r ― → 0 時(shí)， F ― → ∞ D ．靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的 解析： 當(dāng) r ― → 0 時(shí)，兩電荷已失去了作為點(diǎn)電荷的條件，何況實(shí)際電荷都有一定大小，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(kù)侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用力． 答案 ： D 庫(kù)侖定律的應(yīng)用 1 ．計(jì)算庫(kù)侖力的大小與判斷庫(kù)侖力的方向分別進(jìn)行．即用公式計(jì)算庫(kù)侖力的大小時(shí)，不必將電荷 q 1 、 q 2 的正、負(fù)號(hào)代入公式中，而只將電荷量的絕對(duì)值代入公式中計(jì)算出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸加以判斷即可． 2 ．式中各量的單位要統(tǒng)一用國(guó)際單位，與 k ＝ 9 .0 109 N m2/C2統(tǒng)一． 3 ．如果一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外的兩個(gè)或更多的點(diǎn)電荷的作用力，可由靜電力疊加的原理求出合力． 4 ．兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力為相互作用力，同樣滿足牛頓第三定律． 5 ．庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較 萬(wàn)有引力定律 庫(kù)侖定律 只有引力 既有引力又有斥力 不同點(diǎn) 天體間表現(xiàn)明顯 微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯 都是場(chǎng)力 萬(wàn)有引力場(chǎng) 電場(chǎng) 公式 F ＝ Gm1m2r2 F ＝ kq1q2r2 條件 兩質(zhì)點(diǎn)之間 兩點(diǎn)電荷之間 通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，大自然盡管是多種多 樣的，但也有規(guī)律可循，具有統(tǒng)一的一面．規(guī)律的表達(dá)那么簡(jiǎn)捷，卻揭示了自然界中深?yuàn)W的道理，這就是自然界和諧多樣的美． 特別提醒： ( 1 ) 庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力是不同性質(zhì)的力． ( 2 ) 萬(wàn)有引力定律適用時(shí)，庫(kù)侖定律不一定適用． 6 ．三個(gè)點(diǎn)電荷如何在一條直線上平衡？ 當(dāng)三個(gè)共線的點(diǎn)電荷在庫(kù)侖力作用下均處于平衡狀態(tài)時(shí)． ( 1 ) 三個(gè)電荷的位置關(guān)系是 “ 同性在兩邊，異性在中間 ” ． 如果三個(gè)電荷只在庫(kù)侖力的作用下且在同一直線上能夠處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)電荷一定有兩個(gè)是同性電荷，一個(gè)是異性電荷，且兩個(gè)同性電荷分居在異性電荷的兩邊． ( 2 ) 三個(gè)電荷中，中間電荷的電荷量最小，兩邊同性電荷誰(shuí)的電荷量小，中間異性電荷就距離誰(shuí)近一些．同時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量滿足關(guān)系式： q1q3＝ q1q2＋ q2q3. 2 ．兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球，相距 r ，球的半徑比 r 小得多，帶電荷量大小分別為 q 和 3 q ，相互斥力為 3 F . 現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球相接觸，然后分開(kāi)，仍放回原處，則它們之間的相互作用力將變?yōu)?( ) A ． F B ． 4 F /3 C ． 4 F D ．以上三個(gè)答案之外的一個(gè)值 解析： 因兩球的半徑比 r 小得多，所以可將兩球視為點(diǎn) 電荷，根據(jù)庫(kù)侖定律得兩球接觸前的相互作用力為 3 F ＝ k3 q2r2 .又因作用力為斥力，所以兩球帶同種電荷，接觸后各自帶電荷量 q ′＝q ＋ 3 q2＝ 2 q . 作用力： F ′ ＝ k4 q2r2 ＝ 4 F ，只有 C 正確． 答案 ： C 庫(kù)侖定律的適用條件 【例 1 】 如圖 1 － 2 － 3 所示，兩個(gè)質(zhì)量均為 m 的完全相同的金屬球殼 a 和 b ，其殼層的厚度和質(zhì)量分布
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