2024年暑假高一物理（人教版2019必修三）新授02 库仑定律 （考点梳理素养提升练）解析版.docxVIP

新授02库仑定律

一．点电荷

1.点电荷是理想化的物理模型：点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。

2.带电体看成点电荷的条件

一个带电体能否看成点电荷，要看带电体的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响是否可以忽略不计。如果可以忽略不计，则带电体就可以看成点电荷。即使是比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷。

3.易混淆的几个概念

点电荷

元电荷

小带电体

概念

忽略了大小、形状、电荷分布状况，只考虑电荷量的带电体

电子或质子所带的电荷量

体积较小的带电物体

实质

理想物理模型

最小电荷量

带电物体

联系

①点电荷、小带电体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍；②小带电体在一定条件下可视为点电荷

【对点练1】（23-24高二上·广东惠州·阶段练习）关于电荷的说法正确的是（）

A．点电荷的电荷量一定很小

B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷

C．元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量

D．两个带电的金属小球，一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理

【答案】C

【详解】AB．当带电体的形状大小对研究的问题没有影响或者可以忽略影响时，可将其看成点电荷，能不能看成点电荷跟其电荷量及体积无关，故AB错误；

C．元电荷是电荷量的最小单位，是一个电子或一个质子所带的电荷量，故C正确；

D．当两个带电的金属小球相距很近时，金属小球的形状大小对它们间的相互作用力的影响不能忽略，此时不能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故D错误。

故选C。

【巩固练1】（多选）（2023高二上·全国·专题练习）关于点电荷的说法，正确的是（）

A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷

B．点电荷的电量一定是元电荷电量的整数倍

C．点电荷一定是电量很小的电荷

D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理

【答案】BD

【详解】ACD．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，体积很小或电量很小的带电体不一定能作为点电荷，两个带电的金属小球，也不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故AC错误，D正确；

B．点电荷的电量一定是元电荷电量的整数倍，选项B正确；

故选BD。

二．库仑定律

1.库仑定律内容

真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。用公式表达即为F＝keq\f(q1q2,r2)。

2.库仑定律适用条件

①真空中；②静止；③点电荷。

以上三个条件是理想化的，在空气中、速度远小于光速、带电体可看作点电荷时库仑定律也近似成立。

3.静电力的确定方法

静电力的大小计算和方向判断一般分开进行。

①大小计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。

②方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。

【对点练2】（23-24高一下·安徽合肥·期中）如图，电荷量分别为q和-q（q0）的点电荷固定在正方体（边长为l）的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，若将另一点电荷Q放置在a点，则（）

A．Q受到的库仑力方向可能由a指向b

B．Q受到的库仑力方向可能由b指向a

C．Q受到的库仑力大小为

D．Q受到的库仑力大小为

【答案】C

【详解】AB．Q可能带正电，可能带负电，受力情况如图所示：

Q受到的库仑力方向不可能指向ab方向，故AB错误；

CD．Q受到的库仑力大小为

故C正确，D错误。

故选C。

【巩固练2】（23-24高一下·河北邯郸·期末）真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（）

A．若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为

B．若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于

C．若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于

D．若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于

【答案】C

【详解】AB．根据同种电荷相互排斥可知若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，由于同种电荷相互排斥，所带电量集中在两球的外侧，两球上电荷间的平均距离大于3r，则根据库仑定律可知两球间的静电力满足

故AB错误；

CD．根据异种电荷相互排斥可知若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，由于异种电荷相互吸引，所带电量集中在两球的内侧，两球上电荷间的平均距离小于3r，则根据库仑定律可知两球间的静电力满足

故C正确，D错误。

故选C。

三．库仑的实验

1．库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤。

2．实验原理及过程

(1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大