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第二节库仑定律 第一章静电场 同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用 那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢 猜想 猜想 1 可能跟电荷电量有关2 可能与两个电荷间的距离有关 探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明 电荷之间的作用力 1 随电荷量的增大而增大 2 随距离的增大而减少 库仑定律 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 大小 其中k叫静电力常量 k 9 0 109n m2 c2 适用范围 1 真空中 2 点电荷 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 点电荷 1 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一几何点 并称它为点电荷 2 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型 3 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 思考题 两个带电球体 是否可以看出是集中在球心位置的点电荷 如果是两个电荷分布不均匀球形带电导体 不可以 如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以 课堂训练 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 a 真正的点电荷是不存在的 b 点电荷是一种理想模型 c 足够小的电荷就是点电荷 d 一个带电体能否看成点电荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 abd 课堂训练 d 课堂训练 3 三个相同的金属小球a b和c 原来c不带电 而a和b带等量异种电荷 相隔一定距离放置 a b之间的静电力为f 现将c球分别与a b接触后拿开 则a b之间的静电力将变为 a f 2b f 4c f 8d 3f 8 c 课堂训练 4 两个半径为0 3m的金属球 球心相距1 0m放置 当他们都带1 5 10 5c的正电时 相互作用力为f1 当它们分别带 1 5 10 5c和 1 5 10 5c的电量时 相互作用力为f2 则 a f1 f2b f1 f2c f1 f2d 无法判断 b 1 f与r有关 库仑的实验 研究方法 控制变量法 结论 保持两球上的电量不变 改变两球之间的距离r 从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比 即f 1 r2 演示 2 f与q有关 库仑的实验 结论 保持两球间的距离不变 改变两球的带电量 从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比 即f q1q2 演示 从例题可以看出 电子和质子的静电力是它们间万有引力的2 3 1039倍 正因如此 以后在研究带电微粒间相互作用时 经常忽略万有引力 图1 2 3 小结 1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 跟它们的电荷量的乘积成正比 跟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 2 公式 3 适用条件 真空 点
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