20xx教科版高中物理选修3-11-2库仑定律

20xx教科版高中物理选修3-11-2库仑定律内容摘要：

均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离 l 为球半径的 3 倍．若使它们带上等量 异种电荷，使其电荷量的绝对值均为 Q ，那么关于 a 、b 两球之间的万有引力 F 引 和库仑力 F 库 的表达式正确的是( ) A ． F 引 ＝ Gm2l2 ， F 库 ＝ kQ2l2 B ． F 引 ≠ Gm2l2 ， F 库 ≠ kQ2l2 C ． F 引 ≠ Gm2l2 ， F 库 ＝ kQ2l2 D ． F 引 ＝ Gm2l2 ， F 库 ≠ kQ2l2 图 1－ 2－ 3 思路点拨： 若 a 、 b 两球能视为点电荷，库仑定律才能适用， F＝ kQ2l2 成立；若 a 、 b 两球能视为质点或质量分布均匀，万有引力定律才能适用， F ＝ Gm2l2 成立． 解析： 由于 a 、 b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又 l＝3 r ，不满足 l≫ r 的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故 F 库 ≠ kQ2l2 .万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不满足 l≫ r ，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中于球心的质点，可以 应用万有引力定律，故 F 引 ＝ Gm2l2 . 答案 ： D 反思领悟 ：任何物理定律的成立都有一定的适用条件，不能盲目生搬硬套．本题对两个定律的适用条件陈述较为隐蔽，充分挖掘才能理清． 两个半径为 R 的带电球所带电荷量分别为 q 1 和 q 2 ，当两球心相距 3 R 时，相互作用的静电力大小为 ( ) A ． F ＝ kq 1 q 2 3 R 2 B ． F ＞ kq 1 q 2 3 R 2 C ． F ＜ kq 1 q 2 3 R 2 D ．无法确定 解析： 因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能 看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布．当 q 1 、 q 2 是同种电荷时会相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于 3 R ；当 q 1 、 q 2是异种电荷时会相互吸引，分布于最近的两侧，距离小于 3 R ，如图所示．所以静电力可能小于 kq 1 q 2 3 R 2 ，也可能大于 kq 1 q 2 3 R 2 ，所以 D 项正确． 答案 ： D 库仑定律的应用 【例 2 】 如图 1 － 2 － 4 所示， q q q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知 q1与 q2之间的距离为 l1， q2与 q3之间的 距离为 l2，且每个电荷都处于平衡状态． 图 1 － 2 － 4 ( 1 ) 如果 q2为正电荷，则 q1为 __ _ _ _ _ 电荷， q3为 __ _ _ _ _ 电荷． ( 2 ) q q q3三者电荷量的大小之比是 _ _ _ _ _ _ ∶ _ _ _ _ _ _ ∶ _ _ _ _ . 思路点拨： 本题属库仑力作用下三个电荷的受力平衡问题，应根据 “ 同性在两边，异性在中间 ” 的位置关系确定 q 1 、 q 3 的正负，然后由库仑定律建立平衡方程，得出三个电荷量的大小之比，并根据 “ 两头大，中间小 ” 的规律进行结论验证． 解析： ( 1 ) 若 q2 为正电荷，对 q 1 而言要让其平衡， q 3 必为负电荷，但 对 q 2 而言， q 1 和 q 3 必为同种电荷，所以 q 1 与 q 3 都为负电荷． ( 2 ) 由库仑定律和平衡条件知： 对 q1有： kq1q2l21＝ kq1q3 l1＋。