库仑定律高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

第九章

静电场及其应用第2节

库仑定律1.知道库仑定律的内容及适用条件。2.知道点电荷的概念，知道带电体看成点电荷的条件。3.了解库仑扭秤实验。4.理解库仑定律的表达式，并会计算点电荷间的静电力。电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？猜想：电荷间的相互作用力可能跟电荷量、距离、大小、形状、材料有关

通过本实验可以看到，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。

电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？知识点一：电荷之间的作用力1.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。电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。

那么，什么是点电荷呢？2.点电荷：当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、分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的电，叫做点电荷（1）性质：（2）条件：类似于力学的质点，也是一种理想化模型。形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计。注意：一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其形状和大小确定。

思考：

两个靠近的带电球体，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++因为电荷间的作用力，电荷并不能均匀的分布在球体上，所以不可以。同种电荷异种电荷知识点二：库仑的实验实验装置平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系.实验方法：控制变量法①装置如图：细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。②把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。③将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。④保持A、C的电量不变，改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可以找到力F与距离r的关系。实验步骤：（1）探究F与r的关系①使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为······

②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。（2）探究F与q的关系1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比F∝1/r22.当之间距离不变时，F与、的乘积成正比结论：知识点三：静电力计算1C1C1m代入数据：库仑是一个非常大的电荷量单位100万吨mg只有百万分之一库伦可达几百库仑1.库仑定律与万有引力的对比【例题1】在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。分析氢原子核与质子所带的电荷量相同，是1.6×10-19C。电子带负电，所带的电荷量也是1.6×10-19C。质子质量为1.67×10-27kg，电子质量为9.1×10-31kg。根据库仑定律和万有引力定律就可以求解。

微观粒子间的万有引力远小于库仑力。在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式条件两质点之间两点电荷之间（1）库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。（2）库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。2.静电力的叠加（1）库仑定律描述的是两个点电荷之间的作用力。如果存在两个以上点电荷，那么要对这个点电荷的作用力进行的矢量求和。【例题2】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10─6C,求它们所受的库仑力。F1F2F3q1q2q3+++分析根据题意作图（如右图）。每个点电荷受到其他两个点电荷的斥力，因此，只要求出一个点电荷（例如q3）所受的力即可。

（2）三个自由点电荷的平衡问题①“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上。②“两同夹异”——正负电荷相互间隔。③“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小。④“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。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ABD2.