一、电荷库仑定律

电荷库仑定律 复习 一 物体带电的三种方式 实质1 摩擦起电 2 感应起电 3 接触带电 二 电荷守恒定律的两种表达方式 电荷既不能创造 也不能消失 只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一部分转移到另一部分 在转移的过程中 电荷的总量保持不变 这个结论称为电荷守恒定律另一表述 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的代数和总是保持不变的 带电体相互吸引和排斥的力有多大 带电体间的作用力与哪些因素有关呢 同种电荷相斥 异种电荷相吸 点电荷 带电体有时可以看做点电荷 物体有时可以看作质点 带电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略 那么带电体可以看作一个点 称为点电荷 理想化模型 电荷间作用力的大小与距离 电量的关系 保持电量Q不变 F与距离r有什么关系 探究 作用力F随距离r的增大而减小 随距离r的减小而增大 保持距离r不变 F与电量Q有什么关系 作用力F随电量Q的减小而减小 随电量Q的增大而增大 库仑 Coulomb1736 1806 法国物理学家 1785年 库仑定律 一 库仑定律1 定性结论 2 电荷间的相互作用力与带电体所带的电荷量及它们之间的距离的定量关系 1 库仑定律 1 内容 真空中两个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 这个规律叫做库仑定律 2 公式 F k 四 库仑定律 1 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 电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力 K 静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 对库仑定律的理解 1 真空 空气中可近似成立 适用条件 2 静止的点电荷 两点电荷的连线上 方向 同性相斥 异性相吸 同种电荷 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 根据可知 当r0时 F 思考 库仑定律与万有引力定律的比较 定律 公式 公式适用范围 共同点 不同点 影响大小的因素 库仑定律 与两个物体质量有关 只有引力 都与距离的平方成反比 都有一个常数 万有引力定律 点电荷 质点 与两个物体电量有关 有引力 也有斥力 Q1 Q2 r M m r 应用 例题 试比较电子和质子间的静电力和万有引力 已知电子的质量m1 9 1 10 31质子的质量m2 1 67 10 27kg 解 电子和质子间的静电力为 F1 k 它们之间的万有引力为F2 G 所以 2 3 1039 练习1 真空中有两个相同的带电金属小球A和B 相距为r 带电荷量分别为q和2q 它们之间相互作用力的大小为F 有一个不带电的金属球C 大小跟A B相同 当C跟A B小球各接触一次后拿开 再将A B间距离变为2r 那么A B间的作用力的大小可为 A 3F 64B 0C 3F 82D 3F 16 练习2 如图所示 A B C三点在一条直线上 各点都有一个点电荷 它们所带电荷量相等 A B两处为正电荷 C处为负电荷 且BC 2AB 那么A B C三个点电荷所受库仑力的大小之比为 练习3 真空中有两个点电荷 分别带电q1 5 10 3C q2 2 10 2C 它们相距15cm 现引入第三个点电荷 它应带电荷量为 放在 位置才能使三个点电荷都处于静止状态 练习4 把一电荷Q分为电荷量为q和 Q q 的两部分 使它们相距一定距离 若想使它们有最大的斥力 则q和Q的关系是 小结 1 库仑定律反映了库仑力 或叫静电力 的大小 表达式及方向关系 F k 二者连线再加上排斥或吸引的特点确定 2 电荷之间的相互作用遵从牛顿第三定律 3 点电荷 带电的质点 1 点电荷与质点一样 是一个理想化的物理模型 2 只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略 带电体就可以当作是点电荷 方向为 4 库仑定律的适用条件