第一章 第2节 库仑定律

1、第第一一章章静静电电场场新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通要点要点一一要点要点二二第第2 2节节库库仑仑定定律律创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升要点三要点三1.通过演示实验，定性了解电荷之间的作通过演示实验，定性了解电荷之间的作 用力大小与电荷量的多少以及电荷之间用力大小与电荷量的多少以及电荷之间 距离大小的关系。距离大小的关系。2知道点电荷的概念，体会科学知道点电荷的概念，体会科学 研究中的理想模型方法。研究中的理想模型方法。3理解库仑定律的内容、公式及适理解库仑定律的内容、公式及适 用条件，知道静电力常量，并

2、会用条件，知道静电力常量，并会 求点电荷间的作用力。求点电荷间的作用力。4通过对比静电力和万有引力，体通过对比静电力和万有引力，体 会自然规律的多样性和统一性。会自然规律的多样性和统一性。 1演示实验探究演示实验探究 实验表示，电荷之间的作用力随实验表示，电荷之间的作用力随 的增大而增的增大而增大，随大，随 的增大而减少。的增大而减少。 关键一点关键一点该实验采用了控制变量法探究力与电荷该实验采用了控制变量法探究力与电荷量、距离之间的关系。量、距离之间的关系。电荷量电荷量距离距离 读教材读教材填要点填要点 2点电荷点电荷 (1)概念：当带电体间的概念：当带电体间的 比它们自身的大小大得比它们自

3、身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的作用力的影响 时，这样的带电体就可以看做时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。带电的点，叫做点电荷。距离距离可以忽略可以忽略 (2)带电体视为点电荷的条件：带电体的形状和大小及带电体视为点电荷的条件：带电体的形状和大小及电荷的分布对电荷间的作用力的影响电荷的分布对电荷间的作用力的影响 ，可以忽略。，可以忽略。 关键一点关键一点点电荷与力学中的质点一样，都是理想点电荷与力学中的质点一样，都是理想化的模型，实际上并不存在。化的模型，实际上并不存在。很小很小 3库

4、仑定律库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，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与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的距离的二次方，与它们的距离的二次方成成 ，作用力的方向在它们的连线上。，作用力的方向在它们的连线上。正比正比反比反比真空真空点电荷点电荷连线连线 关键一点关键一点真空中两点电荷间的静电力是相互的，真空中两点电荷间的静电力是相互的，满足牛顿第三定律。满足牛顿第三定律。 4静电力及其叠加静电力及其叠加 (1)静电力：静电力： 间的相互作用力，也叫库仑力。间的相互作用力，也叫库仑力。 (2)静电力叠加：两个或两个以上点电荷对某一个点电静

5、电力叠加：两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的静电力荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的静电力的的 。点电荷点电荷矢量和矢量和 试身手试身手夯基础夯基础 1在探究电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素的实在探究电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素的实验中采用的研究方法是验中采用的研究方法是 。2已知点电荷已知点电荷A的电荷量是点电荷的电荷量是点电荷B的的2倍，则倍，则A对对B的作的作用力与用力与B对对A的作用力大小之比为的作用力大小之比为_。控制变量法控制变量法解析：解析：两电荷的作用力满足牛顿第三定律，即两电荷的作用力满足牛顿第三定律，即A、B间的间的库

6、仑力是作用力与反作用力的关系，由此可知作用力大小库仑力是作用力与反作用力的关系，由此可知作用力大小之比为之比为1 1。答案：答案：1 13能否说能否说“大的带电体一定不能看成点电荷，小的带电体大的带电体一定不能看成点电荷，小的带电体一定能看成点电荷一定能看成点电荷”？答案：答案：不能。一个带电体能否看成点电荷，并不在于不能。一个带电体能否看成点电荷，并不在于它体积的大小，而是应具体问题具体分析。即使是大它体积的大小，而是应具体问题具体分析。即使是大的带电体，在一定条件下，也可以看成点电荷，小的的带电体，在一定条件下，也可以看成点电荷，小的带电体，在一定条件下也不一定能看成点电荷。带电体，在一定

7、条件下也不一定能看成点电荷。4. 如图如图121所示，带有相同电荷所示，带有相同电荷量的量的a、b、c三个带小球，在等边三个带小球，在等边三角形的三个顶点上，试作图确三角形的三个顶点上，试作图确定定c球受到静电力的方向。球受到静电力的方向。图图121答案：答案：如图所示如图所示1概念辨析概念辨析概念概念点电荷点电荷带电体带电体元电荷元电荷理想化模型，没有理想化模型，没有大小、形状，只带大小、形状，只带有电荷量，当受到有电荷量，当受到其他电荷的作用时其他电荷的作用时不会引起电荷的分不会引起电荷的分布变化，相互作用布变化，相互作用规律遵从库仑定律规律遵从库仑定律有一定体积、形状，有一定体积、形状，

8、带有电荷的物体，带有电荷的物体，如果受到其他电荷如果受到其他电荷的作用时，一般会的作用时，一般会引起电荷在物体上引起电荷在物体上的重新分布的重新分布是最小的电荷是最小的电荷量，不是带电量，不是带电体，它就是体，它就是e1.61019 C 2带电体看成点电荷的条件带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影至带电体的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，这时把带电响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，这时把带电体看成点电荷。体看成点电荷

9、。 1下列关于点电荷的说法中，正确的是下列关于点电荷的说法中，正确的是 () A体积大的带电体一定不是点电荷体积大的带电体一定不是点电荷 B当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力 的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷 C点电荷就是体积足够小的电荷点电荷就是体积足够小的电荷 D点电荷是电荷量和体积都很小的带电体点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 解析解析带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论。一个带电体能否看成点电荷，要依具电荷量多少而论。一个带电体能否看

10、成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要求的范围内，带电体的体情况而定，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷。形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷。故故B正确。正确。 答案答案B 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状来确定。言的，不能单凭其大小和形状来确定。 (1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算

11、。库仑定律计算。 (3)应用注意应用注意 应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断。种电荷相互吸引的原则另行判断。 各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k的值才是的值才是9.0109 Nm2/C2。 库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、分库仑力具有力的一切性质，

12、可以与其他力合成、分解，可以与其他力平衡，可以产生加速度，两点电荷间的解，可以与其他力平衡，可以产生加速度，两点电荷间的库仑力是一对相互作用力，遵从牛顿第三定律。库仑力是一对相互作用力，遵从牛顿第三定律。 名师点睛名师点睛一般情况下，两点电荷之间的库仑力要一般情况下，两点电荷之间的库仑力要比其间的万有引力大得多，故一般分析点电荷间作用力时，比其间的万有引力大得多，故一般分析点电荷间作用力时，忽略万有引力。忽略万有引力。 2三个相同的金属小球三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为的带电量

13、为q，球，球2的带电量为的带电量为nq，球，球3不带电且离球不带电且离球1和球和球2很远，此时球很远，此时球1、2之间作用力的大小为之间作用力的大小为F。现使球。现使球3先与球先与球2接触，再与球接触，再与球1接接触，然后将球触，然后将球3移至远处，此时移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知，方向不变。由此可知 ()An3 Bn4Cn5 Dn6 思路点拨思路点拨解答本题的关键是知道两球接触时电解答本题的关键是知道两球接触时电荷先中和再均分，然后根据库仑定律求解。荷先中和再均分，然后根据库仑定律求解。答案答案D 库仑力的大小既与电荷量的乘积有关，又与两

14、点电库仑力的大小既与电荷量的乘积有关，又与两点电荷间的距离有关，库仑力的大小变化由二者共同决定。荷间的距离有关，库仑力的大小变化由二者共同决定。 2与库仑力相关的学科内综合问题与库仑力相关的学科内综合问题 库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵循力的合成与分解法则，遵仑力毕竟也是一种力，同样遵循力的合成与分解法则，遵循共点力平衡条件、牛顿运动定律等力学基本规律，因此，循共点力平衡条件、牛顿运动定律等力学基本规律，因此，处理库仑力问题实际就是力学规律方法的合理迁移。处理库仑力问题实际就是力学规律方法的合理迁移。图图1

15、22 3. 中国的中国的FY3A卫星上可观测到高卫星上可观测到高能质子和高能电子。如图能质子和高能电子。如图122所示，所示，分别在分别在A、B两点放置点电荷两点放置点电荷Q121014 C和和Q221014 C。在。在AB的垂直平分线上的垂直平分线上有一点有一点C，且，且ABACBC6102 m。如果有一高能电。如果有一高能电子在子在C点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？ 审题指导审题指导电子在电子在C点同时受点同时受A、B点电荷的作用点电荷的作用力，遵循平行四边形定则。力，遵循平行四边形定则。由平行四边形定则得：在由平行四边形定则得：在C点的电子受到

16、的库仑力点的电子受到的库仑力FFAFB8.01021 N，方向平行于，方向平行于AB向左。向左。答案答案8.01021 N方向平行于方向平行于AB向左向左1(对应要点一对应要点一)关于点电荷，以下说法正确的是关于点电荷，以下说法正确的是 ()A足够小的电荷，就是点电荷足够小的电荷，就是点电荷B一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷C在实际中点电荷并不存在在实际中点电荷并不存在D一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能

17、否忽略不计不计解析：解析：点电荷是一种理想模型，一个带电体能否看成点电点电荷是一种理想模型，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计。因此大的带状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计。因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，所以的说法都是错误的，所以A、B错，错，C、D对。对。答案：答案：CD答案：答案：D3. (对应要点三对应要点三)如图如图123所示，三所示，三个完全相同的金属小球个完全相同的金属小球a、b、c位位于等边三角形的三个顶点上。于等边三角形的三个顶点上。a和和c带正电，带正电，b带负电，带负电，a所带电荷量所带电荷量的大小比的大小比b的小。已知的小。已知c受到受到a和和b的静电力的合力可用的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 ()AF1 BF2CF3 DF4图图123解析：解析：由题意知由题意知c受受a的斥力的斥力F斥斥，受，受b的吸引力的吸引力F引引，若，若F斥斥F引引，则两力的合力水平向右，由于，则两力的合力水平向右，由于F引引F斥斥，