2019-2020学年粤教版选修3-1 第一章第二节 探究静电力 学案
2019-2020学年粤教版选修3-1   第一章第二节 探究静电力 学案第3页

A.点电荷就是体积小的带电体

B.带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷

C.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷

D.根据库仑定律表达式F=k,当两电荷之间的距离r→0时,两电荷之间的库仑力F→∞

答案 C

解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体,也不能理解为电荷量很少的带电体.同一带电体,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,而研究它与离它很远的电荷间的作用力时,就可以看成点电荷,带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,A、B错误,C正确.两电荷距离r→0时,不能看做点电荷,库仑定律不再适用,D错误.

例2 甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16C的正电荷,乙球带有3.2×10-16C的负电荷,放在真空中相距为10cm的地方,甲、乙两球的半径均远小于10cm.(结果保留三位有效数字)

(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?

(2)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?

(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处,还能求出其作用力吗?

答案 (1)1.38×10-19N 引力 (2)5.76×10-21N 斥力 (3)不能

解析 (1)因为两球的半径都远小于10cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律有F=k=9.0×109×N≈1.38×10-19N.两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.

(2)如果两个导体球完全相同,则接触后电荷量先中和后平分,每个小球带的电荷量为q1′=q2′=C=8×10-17C,两个电荷之间的斥力为F1==5.76×10-21N.

(3)由于两球不同,分开后分配的电荷量将不相等,因而无法知道电荷量的大小,也无法求出两球间的作用力.

点拨: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即可;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别.

二、库仑力的叠加

1.对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和.

2.电荷间的单独作用符合库仑定律,求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则.

例3 如图2所示,分别在A、B两点放置点电荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C.在AB的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=6×10-2m.如果有一电子静止放在C点处,则它所受的库仑力的大小和方向如何?