第2节库仑定律导纲

合集下载

高中物理第一章静电场第2节库仑定律新人教版选修3

解析：选 A．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以 A 正确，B、C 错误；当带电体之间的距离不是很大时，带电球体就不能看做电荷全部集中在球心的点电荷，因为此时带电体之间的作用力会影响电荷的分布，所以 D 错误．
2．美国东部一枚火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心 39B 发射塔冲天而起．这是美国未来载人航天工具——“战神 I－X” 火箭的第一次升空．升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没有被及时导走，下列情况中升空后的“战神 I－X”火箭能被视为点电荷的是( ) A．研究“战神 I－X”火箭外部与其相距 1 m 处的一个带电微粒之间的静电力 B．研究“战神 I－X”火箭与地球(带负电)之间的静电力 C．任何情况下都可视为点电荷 D．任何情况下都不可视为点电荷答案：B
电的金属小球 A，另一端有一个不带电的球 B，B
与 A 所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球
C 插入容器并使它靠近 A 时，A 和 C 之间的作用
力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力
的大小，便可找到力 F 与距离 r 和电荷量 q 的关
系．这一实验中用到了下列哪些方法( )
①微小量放大法 ②极限法 ③控制变量法 ④逐差法
判一判 (1)两电荷的带电量越大，它们间的静电力就越大．( × ) (2)两电荷的带电量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大．( × ) (3)很小的带电体就是点电荷．( × )
提示：(1)电荷间的距离一定时，两电荷的带电量越大，它们间的静电力才越大． (3)点电荷是一种物理模型，是对实际带电体的抽象概括，实际中并不存在点电荷，但当带电体的大小形状可以忽略时，实际物体可以视为点电荷．

第一节电荷及其守恒定律第二节库仑定律自学提纲

第一章静电场第一节电荷及其守恒定律第二节库仑定律自学提纲使用说明：以下问题及练习中，带*的为B选做。

一、【学习目标】知识与技能1、知道两种电荷，知道正负电荷的规定，知道电荷以及单位；2、定性了解两种电荷之间的作用规律；3、掌握库仑定律的内容及其应用；过程与方法1、通过对演示实验的观察概括出两种电荷之间的作用规律，培养学生观察、总结的能力；2、知道人类对电荷间相互作用认识的历史过程，理解电荷的物理模型．情感态度与价值观渗透物理方法的教育，运用理想化模型的研究方法，突出主要因素、忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷互相作用力问题．培养学生勇于探究物理规律的能力。

二、【课前自学】请同学们认真阅读课本1——9页，积极动脑思考并回答下列物体1、正负电荷是怎样规定的？它的单位是什么？两种电荷之间的作用力遵循什么规律？2、说出原子的结构，请解释摩擦起电的成因。

3、什么是静电感应？4、叙述电荷守恒定律。

5、什么叫做元电荷？什么叫做比荷？6、请猜想电荷间的相互作用力与那些因素有关？这些因素对作用力有什么影响？7、请叙述库仑定律的内容，写出表达式。

并说明每一字母的含义。

8、什么是点电荷？在什么情况下带电体可以看做点电荷？9、静电力常量是多少？说明它的含义？在自主学习的过程中，请你对照以上自主学习目标，检查是否已经掌握了，还有哪些疑难问题？请写在下面的空白处，以便我们在上课的时候，通过同学间、同学和老师间的交流和讨论加以解决。

三、【问题展示】1．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．体积很大的带电体一定不能看作点电荷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2、已知点电荷A电量是B点电荷的2倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力的比值为（）A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定3、两相同金属小球(可看为质点)带电量分别为-2.0×10-8C和+5.0×10-8C，当相距0.2m时，其间作用力为_______N，将两金属球相接触后再放回原来位置，则其间作用力为_______N．四、【拓展延伸】1、两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。

库仑定律_精品文档

第2节库仑定律一、库仑定律1. 库仑力电荷间的相互作用力，也叫做静电力。

2. 点电荷带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看做带电的点。

它是一种理想化的物理模型。

（1）. 点电荷是理想模型只有电荷量，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，是一种科学的抽象，其建立过程反映了一种分析处理问题的思维方式。

（2）. 带电体看成点电荷的条件实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷。

一个带电体能否看成点电荷，不能单凭其大小和形状确定，也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定，关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响，若没有影响，或影响可以忽略不计，则带电体就可以看做点电荷。

3. 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。

(2)表达式：F ＝k q 1q 2r2，k 叫做静电力常量，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2。

(3)适用条件：真空中的点电荷。

(4)库仑力①库仑力也称为静电力，它具有力的共性。

②两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反。

③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。

4. 库仑定律的两个应用(1)应用库仑定律计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。

(2)应用库仑定律分析两个带电球体间的库仑力。

①两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，二者间的距离就是球心间的距离。

②两个规则的带电金属球体相距比较近时，不能被看成点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。

如图甲，若带同种电荷时，由于排斥而作用距离变大，此时F ＜k Q 1Q 2r2；如图乙，若带异种电荷时，由于吸引而作用距离变小，此时F ＞k Q 1Q 2r2。

第一章第2节库仑定律

第一章第2节库仑定律第二节库仑定律1.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距离大小的关系．2．知道点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法．3．理解库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电力常量，并会求点电荷间的作用力．4．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．一、探究影响电荷间相互作用力的因素[想一想] 1.该演示实验采用了哪种物理方法？提示：控制变量法.二、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．2．公式：F ＝k q 1q 2r2，其中k ＝9.0×109_N·m 2/C 2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1)在真空中；(2)点电荷． 4．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、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电荷．[判一判] 2.两个电荷之间的静电力，电量大的所受静电力大，电量小的所受静电力小，这种说法正确吗？提示：不正确.两个电荷相互作用的静电力遵守牛顿第三定律. 3.是否只有体积很小的带电体才能看成点电荷？提示：不是.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.三、库仑的实验1．库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F 大小的．实验结果发现静电力F 与距离r 的平方成反比．2．库仑在实验中为研究F 与q 的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触电荷量平分的方法，发现F 与q 1和q 2的乘积成正比．四、静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，两个电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和．[做一做]4．如图所示，带有相同电荷量的a、b、c三个带电小球，在等边三角形的三个顶点上，试作图确定c球受到静电力的方向．提示：如图所示．对点电荷的正确理解1．对比三个概念点电荷带电体元电荷理想化模型，没有大小、形状，只带有电荷量，当受到其他电荷的作用时不会引起电荷的分布变化，相互作用规律遵从库仑定律有一定体积、形状，带有电荷的物体，如果受到其他电荷的作用时，一般会引起电荷在物体上的重新分布是最小的电荷量，不是带电体，它就是e＝1.6×10－19C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响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷．特别提醒：(1)从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷．(2)带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况．(2014·抚顺一中高二检测)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B．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D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计[解析]点电荷是一种理想化模型，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，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，所以本题A、B错误，C、D正确．故选CD.[答案]CD借题发挥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．1．下列关于点电荷的说法正确的是()A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B．均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D．带电的金属球一定不能视为点电荷解析：选BC.带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是看它所带的电荷量有多大．对库仑定律的理解1．库仑定律的适用条件 (1)真空中； (2)点电荷．以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立．2．两带电球体间的库仑力的求解(1)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离．(2)两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变，即电荷的分布会发生变化．如图甲，若带同种电荷时，由于排斥而距离变大，此时F <="" p="" q="">r2；如图乙，若带异种电荷时，由于吸引而距离变小，此时F >k Q 1Q 2r2.(3)库仑定律中的静电力常量k ，只有在公式中的各量都采用国际单位时，才可以取k ＝9.0×109N·m 2/C 2.3．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Q 1、Q 2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．特别提醒：(1)库仑定律不但适用于静止电荷，也适用于运动电荷．(2)当r →0时，公式F ＝k q 1q 2r2不再适用．如图所示，两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量为Q ，关于两球之间的静电力，下列选项中正确的是( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q29r 2C ．小于k Q 29r 2D ．等于k Q 2r2[思路探究] 该题目中两个带电球能否看做点电荷？[解析] 两球间的距离和球本身的大小差不多，不符合简化成点电荷的条件，因为库仑定律的公式计算只适用于点电荷，所以不能用公式去计算．我们可以根据电荷间的相互作用的规律来做一个定性分析，由于两带电体带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小，根据库仑定律，静电力一定大于k Q 29r2.电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为r 的两点上，所以说静电力也不等于k Q 2r2.正确选项为B.[答案] B规律总结带电体能否简化为点电荷，是库仑定律应用中的关键点．另一个条件是“真空”中，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理．求解实际带电体间的静电力，可以把实际带电体转化为点电荷，再求解库仑力；对于不要求定量计算的实际带电体间的静电力，可以用库仑定律定性分析．2．有半径均为r 的两个金属球，彼此距离为L ，其中L 远远大于球的半径r .它们都带正电荷，电荷量分别为Q 1、Q 2，则它们之间的静电力为( )A.kQ 1Q 2L ＋2rB.kQ 1Q 2(L ＋2r )2C.kQ 1Q 2L 2D.kQ 1Q 2r2解析：选B.将两个金属球看做点电荷，其间距为L ＋2r ，根据库仑定律：F ＝kQ 1Q 2(L ＋2r )2，故选B.库仑力的叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和．库仑力的合成和分解仍满足力的平行四边形定则.中国的FY －3A 卫星上可观测到高能质子和高能电子．如图所示，分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1＝＋2×10－14 C 和Q 2＝－2×10－14 C ．在AB的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×10－2 m ．如果有一高能电子在C 点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？[思路探究] 高能电子在C 处受到几个力？如何求它所受到的合力？[解析] 电子在C 点同时受A 、B 处点电荷的作用力F A 、F B ，如图所示．由库仑定律F ＝k q 1q 2r2得F A ＝F B ＝k Q 1er2＝9.0×109×2×10－14×1.6×10－19(6×10－2)2N＝8.0×10－21 N由平行四边形定则得：在C 点的电子受到的库仑力F ＝F A ＝F B ＝8.0×10－21 N ，方向平行于AB 向左．[答案] 8.0×10－21 N 方向平行于AB 向左借题发挥某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力，但要明确各个库仑力的大小和方向，充分利用好几何关系.3.(2014·广东省实验中学高二测试)如图所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a 和c 带正电荷，b 带负电荷，a 所带电荷量比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条线段中的一条来表示，它应是( )A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：选B.a 和c 带同种电荷，其间库仑力为斥力，b 、c 带异种电荷，其间库仑力为引力，又因为a 所带电荷量比b 的小，所以c 受到a 的作用力比c 受到b 的作用力小，根据平行四边形定则求合力如图所示，故选B.思维建模——库仑力作用下的平衡问题[范例]如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ，A 带电荷量＋Q ，B 带电荷量－9Q .现引入第三个点电荷C ，恰好使三个点电荷都处于平衡状态，问：C 应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？[解析] 根据题意，三个点电荷中每个点电荷都在库仑力的作用下处于平衡状态，由此可知，三个点电荷应位于同一条直线上，且C 应带负电放在A 的左边，如图所示．设C 带电荷量为q ，与A 相距为x ，则以A 为研究对象，由平衡条件得：k qQA x 2＝k Q A QBr2①以C 为研究对象，则有：k qQA x 2＝k qQB (r ＋x )2② 解①②得x ＝12r ＝0.2 m ，q ＝－94Q故C 应带负电，放在BA 延长线上A 点的左侧 0.2 m 处，带电荷量为－94Q .[答案] 带负电放在BA 延长线上A 点的左侧0.2 m 处－94Q[建模感悟] (1)处理此类题的基本思路是对三个电荷中的任意两个列受力平衡方程. (2)使同一直线上三个电荷平衡放置的规律可总结如下：三电荷在同一直线上，两同夹一异，两大夹一小.。

完整高中物理课件库仑定律

(1)若 q2 为正电荷，对 q1 而言要让其平衡， q3 必为负电荷，但对
q2 而言，q1 和 q3 必为同性电荷，所以 q1 与 q3 都为负电荷．
栏
(2)由库仑定律和平衡条件知
目链
对 q1：kq1l21q2＝k?l1q＋1ql32?2①
接
对 q3：k?l1q＋1ql32?2＝kq2l2q2 3②
例 1 真空中有甲、乙两个点电荷，当它们相距 r 时，它们间的
静电力为 F .若甲的电荷量变为原来的 2 倍，乙的电荷量变为原来的 13，
两者间的距离变为 2r，则它们之间的静电力变为 ( )
栏目
链
接
3F
F
8F
2F
A. 8
B. 6
C. 3
D. 3
解析：由库仑定律有： F＝kQ甲r2Q乙，F′＝kQ′r甲′Q2 ′乙其
电荷的作用力 __等__于____ 各个点电荷对这个电荷的作用力的
__矢__量__和__．
栏
目
链
7 ．如果知道带电体上的电荷分布，根据接
库__仑__定__律__和__力__的__合__成__法__则_ ，就可以求出带电体间的静电力的大
小和方向．
栏目链接
一、库仑定律
接
究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上．
库仑在军队里从事了多年的军事建筑工作，为他 1773 年
发表有关材料强度的论文积累了材料．在这篇论文里，库仑
提出了计算物体上应力和应力分布的方法，这种方法成了结栏
目
构工程的理论基础，一直沿用到现在．
链
接
1777 年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针

第二节静电力库仑定律

A
B
+
－
＋
9Q
－4Q
QC
（３）应放在ＡＢ连线上距离Ｂ右侧２ｒ处，电荷Ｃ应带正３６Ｑ
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
6、如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L，（L比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L 的间距运动，求
（1）F的大小？（F=27Kq2/L2）（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A B CF
+-
+
6q -3q QC
C带正电，电量为6q
7、光滑水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静止释放，初始A的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
３、在求静电力时，万有引力可以忽略
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是
( ABD)
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
2有两个半径为r的带电金属球中心相距为 L(对值相同）( B)
5、如图A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？
答案:（１）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ／５处，Ｃ电荷正负都可以，电量大小任意）

12第二节库仑定律

12第⼆节库仑定律第⼆节探究静电⼒三维⽬标知识与技能：1.理解点电荷的概念。

2.通过对演⽰实验的观察和思去向不明，概括出两个点电荷之间的作⽤规律。

掌握库仑定律。

过程与⽅法：1.观察演⽰实验，培养学⽣观察、总结的能⼒。

2.通过点电荷模型的建⽴，了解理想模型⽅法，把复杂问题简单化的途径，知道从现实⽣活的情景中如何提取有效信息，达到忽略次要⽭盾，抓住主要⽭盾，直指问题核⼼的⽬标。

情景引⼊为了测定⽔分⼦是极性分⼦还是⾮极性分⼦，可做如下实验：在酸性滴定管中注⼊适当蒸馏⽔，打开活塞，让⽔慢慢如线状流下，把⽤丝绸摩擦过的玻璃棒接近⽔流，发现⽔流向靠近玻璃棒的⽅向偏转，这证明⽔分⼦是极性分⼦，聪明的同学，根据上述素材，你想知道是如何证明⽔分⼦是极性分⼦吗？提⽰：由于丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，⽽⽔分⼦⼜是极性分⼦，故当玻璃棒靠近⽔流时，先使⽔分⼦显负电的⼀端靠近玻璃棒（同性相斥，异性相吸），带正电的⼀端远离玻璃棒。

⽽⽔分⼦两极的电荷量相等，这就使带正电的玻璃棒对⽔分⼦显负电的⼀端的引⼒⼤于对⽔分⼦显正电的⼀端的斥⼒，因此⽔分⼦所受的合⼒指向玻璃棒，故⽔流向靠近玻璃棒⽅向偏转.问题探究知识点⼀、点电荷⾛进⽣活验电器的上部是球形的⾦属导体，中央⾦属箔是指针式的形状，电荷分布与带电体的形状有关，与万有引⼒相似，带电体间的相互作⽤⼒与带电体的形状和⼤⼩有关。

为了研究的⽅便，在应⽤万有引⼒定律时，我们引⼊了质点的概念，利⽤万有引⼒定律就能求出两质点间的万有引⼒⼤⼩，如果带电体也能等效成电荷全部集中在⼀个⼏何点上，研究带电体间的相互作⽤⼒也会变得相对简单。

回顾学过的质点概念，你能建⽴起点电荷的概念吗？⾃主探究1．点电荷：⽤于代替带电物体的有质量、有电量⽽忽略⼤⼩、形状的⼏何点。

（1）点电荷是实际带电体的⼀种理想化的模型。

（2）⼀个带电体能否看作点电荷主要看其形状和⼤⼩对所研究的问题影响⼤不⼤，如果属于⽆关或次要因素时，或者说，它本⾝的⼤⼩⽐起它到其他带电体的距离⼩得多，即可把带电体看作点电荷。

库仑定律讲解及习题附含答案解析

第1章静电场第02节库仑定律[知能准备]1．点电荷：无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫．它是一个理想化的模型．2．库仑定律的容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的．3．库仑定律的表达式：F = 221r q q k ；其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量， k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1．点电荷是一个理想化的模型．实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体方可视为点电荷．一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比拟，与带电体的大小无关．2．库仑定律的适用围：真空中〔枯燥的空气也可〕的两个点电荷间的相互作用，也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球．例1半径为r 的两个一样金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q ，那么它们之间相互作用的静电力FA ．带同种电荷时,F ＜22L q kB ．带异种电荷时,F ＞22Lq k C ．不管带何种电荷,F ＝22Lq k D ．以上各项均不正确解析：应用库仑定律解题时，首先要明确其条件和各物理量之间的关系．当两带电金属球靠得较近时，由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两球所带电荷的“中心〞偏离球心，在计算其静电力F 时，就不能用两球心间的距离L 来计算．假设两球带同种电荷，两球带电“中心〞之间的距离大于L ，如图1—2—1〔a 〕所示，图1—2—1 图1—2—2那么F ＜22Lq k ，故A 选项是对的，同理B 选项也是正确的．3．库仑力是矢量．在利用库仑定律进展计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进展计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向．4．系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平行四边形定那么求其矢量和．例2 如图1—2—2所示，三个完全一样的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示，它应是A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：根据“同电相斥、异电相吸〞的规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量，因为F b 大于F a ，F b 与F a 的合力只能是F 2，应选项B 正确．例2 两个大小一样的小球带有同种电荷〔可看作点电荷〕，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图1—2—3所示，假设θ1＝θ2,那么下述结论正确的选项是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1＝q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1＝q 2, m 1＝ m 2图1—2—3解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析．小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用，建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示，此时只需分解F 1.由平衡条件得： 0sin 11221=-θF rq q k 0cos 111=-g m F θ所以.21211grm q kq tg =θ同理，对m 2分析得：.22212gr m q kq tg =θ图1—2—4 因为21θθ=，所以21θθtg tg =，所以21m m =. 可见，只要m 1= m 2，不管q 1、q 2如何，1θ都等于2θ.所以，正确答案是C.讨论：如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样？如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上)因为.21211grm q kq tg =θ.22212gr m q kq tg =θ不管q 1、q 2大小如何，两式中的221gr q kq 是相等的．所以m 1> m 2时，1θ<2θ, m 1< m 2时，1θ>2θ.5．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，同样遵从力的合成和分解法那么，遵从牛顿定律等力学根本规律．动能定理，动量守恒定律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用．这就是：电学问题，力学方法．例3 a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷c ，这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析：点电荷c 应为负电荷，否那么三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡．由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c 在a 、b 之间才有可能都平衡．设c 与a 相距x ，那么c 、b 相距(0.4－x)，如点电荷c 的电荷量为q 3，根据二力平衡原理可列平衡方程：a 平衡：=2214.0q q k 231x q q kb 平衡：.)4.0(4.0232221x q q k q q k -= c 平衡：231x q q k ＝.)4.0(232x q q k - 显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x ＝30cm 所以 c 在a 、b 连线上，与a 相距30cm ，与b 相距10cm ．q 3＝12161169q q =，即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷，q 3为负电荷) 例4 有三个完全一样的金属球A 、B 、C ，A 带电荷量7Q ，B 带电荷量﹣Q ，C 不带电．将A 、B 固定，然后让C 反复与A 、B 接触，最后移走C 球．问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析： C 球反复与A 、B 球接触，最后三个球带一样的电荷量，其电荷量为Q ′＝3)(7Q Q -+＝2Q ．A 、B 球间原先的相互作用力大小为F ＝./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F ′=kQ ′1Q ′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即F ′＝ 4F ／7.所以：A 、B 间的相互作用力变为原来的4／7．点评：此题考察了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等容．利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时，通常不带电荷的正、负号，力的方向根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引〞来判断．如图1—2—5所示．在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放，刚释放时Q A 的加速度为a ，经过一段时间后(两电荷未相遇)，Q B 的加速度也为a ，且此时Q B 的速度大小为v ，问：(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间 Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能？解析：题目虽未说明电荷的电性，但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律)．两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大)．对Q A 和Q B 构成的系统来说，库仑力是力，系统水平方向动量是守恒的．(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1，那么：F 1＝ m a ．当Q B 的加速度为a 时，作用力大小为F 2，那么：F 2＝2 m a ．此时Q A 的加速度a ′＝.222a mm a m F ==方向与a 一样．设此时Q A 的速度大小为v A ，根据动量守恒定律有：m v A ＝2 m v ，解得v A ＝2 v ，方向与v 相反．(2) 系统增加的动能E k ＝kA E ＋kB E ＝221A mv ＋2221mv ⨯＝3m 2v 6．库仑定律说明，库仑力与距离是平方反比定律，这与万有引力定律十分相似，目前尚不清楚两者是否存在在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完成了许多问题的求解．[同步检测]1．以下哪些带电体可视为点电荷A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B ．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷2．对于库仑定律，下面说确的是A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = 221rq q k ； B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不管它们的电荷量是否一样，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量3．两个点电荷相距为d ，相互作用力大小为F ，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小为4F ，那么两点之间的距离应是A ．4dB ．2dC ．d/2D ．d/44．两个直径为d 的带正电的小球，当它们相距100 d 时作用力为F ，那么当它们相距为d 时的作用力为( )A ．F ／100B ．10000FC ．100FD ．以上结论都不对图13—1—55．两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，假设同时释放两球，它们的加速度之比将A．保持不变B．先增大后减小C．增大D．减小6．两个放在绝缘架上的一样金属球相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷量，相互作用的斥力为3F．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，那么它们的相互斥力将变为A．O B．F C．3F D．4F７．如图1—2—6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢，且α < β，由此可知A．B球带电荷量较多B．B球质量较大C．A球带电荷量较多D．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′，那么仍有α′< β′８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为q1和q2，用长均为L的两根细线，悬挂在同一点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，那么小球的质量为.９．两个形状完全一样的金属球A和B，分别带有电荷量qA ＝﹣7×108-C和qB＝3×108-C，它们之间的吸引力为2×106-N．在绝缘条件下让它们相接触，然后把它们又放回原处，那么此时它们之间的静电力是(填“排斥力〞或“吸引力〞)，大小是．(小球的大小可忽略不计) 10．如图1—2—7所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与A等高，假设B的质量为303g，那么B带电荷量是多少?(g 取l0 m／s2)[综合评价]1．两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静电力为F 1，它们带异种电荷时(电荷量绝对值一样)的静电力为F2，那么F1和F2的大小关系为：A．F1＝F2D．F1> F2C．F1< F2D．无法比拟2．如图1—2—8所示，在A点固定一个正点电荷，在B点固定一负点电荷，当在C点处放上第三个电荷q时，电荷q受的合力为F，假设将电荷q向B移近一些，那么它所受合力将A．增大D．减少C．不变D．增大、减小均有可能．3．真空中两个点电荷，电荷量分别为q1＝8×109-C和q2＝﹣18×109-C，两者固定于相距图1—2—6图1—2—7图1—2—9图1—2—820cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示．有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点，恰好能静止，那么这点的位置是A ．a 点左侧40cm 处B ．a 点右侧8cm 处C ．b 点右侧20cm 处D ．以上都不对．4．如下图，+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1．现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么〔〕A.Q 3应为负电荷，放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷，放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷，放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷，放在Q 2的右边．5．如图1—2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q 1和q 2，质量分别为m 1和m 2，当两球处于同一水平面时，α >β，那么造成α >β的可能原因是：A ．m 1>m 2B ．m 1<m 2C q 1>q 2D ．q 1>q 26．如图1—2—11所示，A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动．m A ＝2m B ，A v ＝20v ，B v ＝0v ．当两电荷相距最近时，有A ．A 球的速度为0v ，方向与A v 一样B ．A 球的速度为0v ，方向与A v 相反C ．A 球的速度为20v ，方向与A v 一样D ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相反．7．真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ，q A ＝+2.0×108-C ，q B ＝+8.0×108-C ，现引入电荷C ，电荷量Qc ＝+4.0×108-C ，那么电荷C 置于离A cm ，离Bcm 处时，C 电荷即可平衡；假设改变电荷C 的电荷量，仍置于上述位置，那么电荷C 的平衡状态 (填不变或改变)，假设改变C 的电性，仍置于上述位置，那么C 的平衡，假设引入C 后，电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡，那么C 电荷电性应为，电荷量应为 C ．8．如图1—2—12所示，两一样金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A 球带9Q 的正电荷，B 球带Q 的负电荷，由静止开场释放，经图示位置时，加速度大小均为a ，然后发生碰撞，返回到图示位置时的加速度均为．9．如图1—2—13所示，两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ，连接小球的绝缘细线长度都是l ，静电力常量为k ，重力加速度为g ．那么连结A 、B 的细线中的力为多大? 连结O 、A 的细线中的力为多大?10．如图1—2—14所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B 静止在图示位置．固定的带正图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—13电荷的A 球电荷量为Q ，B 球质量为m 、电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A 、B 两球间的距离．第二节库仑定律知能准备答案：1.点电荷 2.乘积平方连线上同步检测答案：1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力，3.8×107-N 10.106-C综合评价答案：1.C 2. D 3.A 4.A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变，不变，负，8×910-8.16a/9 9.mg l q k +222mg 10.mgkQq 3。

高中物理3-1-2 第2节库仑定律

第2节库仑定律1.知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想模型在科学研究中的作用．2.知道库仑定律的内容及其公式，理解库仑定律描述的客观规律和适用条件．(重点) 3.了解库仑扭秤实验，知道静电力常量． 4.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．了解类比法，体会类比法在物理学发展中的作用．一、探究影响电荷间相互作用力的因素1．实验结论：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． 2．猜想：带电体之间的相互作用力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．二、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．2．公式：F ＝k q 1q 2r 2，其中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量．3．适用条件：(1)在真空中．(2)静止点电荷．4．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷．三、库仑的实验1．库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F 大小的．实验结果发现静电力F 与距离r 的二次方成反比．2．库仑在实验中为研究F 与q 的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F 与q 1和q 2的乘积成正比．3．静电力叠加原理：对于两个以上的点电荷，两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和．1．思维辨析 (1)两电荷所带的电荷量越大，它们间的静电力就越大．( ) (2)两电荷所带的电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大．( ) (3)很小的带电体就是点电荷．( ) 提示：(1)× (2)× (3)×2．探究思考如图，O是一带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置．利用此装置探究影响电荷间相互作用力的因素．(1)在本实验中，电荷间相互作用力的大小与悬线偏离竖直方向的夹角大小有什么关系？提示：悬线偏离竖直方向的夹角越大，说明二者的相互作用力越大；反之则越小．(2)在电荷量不变的情况下，探究电荷间作用力与电荷间距离的关系时，怎样操作？实验结论是什么？提示：把一带正电的球A放在实验台上，用丝线悬挂一带正电的小球B于铁架台上．移动球A，观察悬线偏离竖直方向的夹角随A、B间距离的变化而变化的情况．实验结论：在电荷量不变的情况下，两电荷之间的作用力随它们之间距离的增大而减小，随距离的减小而增大．(3)在电荷间距离不变的情况下，探究电荷间作用力与电荷量的关系时，怎样操作？实验结论是什么？提示：保持电荷间距离不变，分别用带不同电荷量的小球A做实验，观察小球B的悬线偏离竖直方向的角度随电荷量的变化而变化的情况．实验结论：在电荷间距离不变的情况下，两电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．探究一对点电荷的理解1．点电荷是物理模型：只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，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：如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和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，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷．3．元电荷与点电荷(1)元电荷：是最小的电荷量，不是带电体，它就是e＝1.6×10－19 C．(2)点电荷：理想化模型，没有大小、形状，只带有电荷量，当受到其他电荷的作用时不会引起电荷的分布变化，相互作用规律遵从库仑定律．下列说法正确的是()A．元电荷实质上是电子和质子本身B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C．电子和质子在任何情况下都可看成点电荷D．带电体能否看成点电荷应视具体情况而定[解析]解本题的关键是理解元电荷、点电荷的意义．元电荷是自然界存在的最小电荷量，质子和电子所带的电荷量都等于e，A错误；能否把带电体看成点电荷，不在于带电体本身的大小，而在于带电体的大小、形状对所研究的问题的影响是否可忽略，研究质子内部结构时，质子不可以看做点电荷，B、C错误，D正确．[答案] D[针对训练1](2020·湖南邵东十中高二期中)下面关于点电荷的说法正确的是() A．点电荷是带电荷量很小的带电体B．带电体体积很大时不能看成点电荷C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 CD．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷解析：选D.点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，是一种理想化的模型，与其体积的大小无关，实际的带电体(包括电子、质子等)都有一定大小，都不一定能看成点电荷，故A错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点，不是看物体的绝对大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故体积大的带电体有时也可以看成点电荷，故B错误；点电荷的带电荷量一定是1.6×10－19C的整数倍，故C 错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，当带电体的大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷，故D正确．探究二库仑定律的理解和应用1．对库仑定律的理解(1)适用范围：适用于真空中两个静止点电荷间的相互作用．(2)当多个带电体同时存在时，任意两个带电体间的作用仍遵守库仑定律．任一带电体同时受到多个库仑力的作用时，可利用平行四边形定则求出其合力．(3)库仑定律中的静电力常量k，只有在公式中各量采用国际单位制单位时，它的值才是9.0×109 N·m2/C2.2．库仑定律的两个应用(1)计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力．(2)分析两个带电球体间的库仑力①两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，二者间的距离就是球心间的距离．②两个规则的带电金属球体相距比较近时，不能被看成点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变．如图甲，若带同种电荷，由于排斥而作用距离变大，此时F <k q 1q 2r 2；如图乙，若带异种电荷，由于吸引而作用距离变小，此时F ＞k q 1q 2r2.(2020·南平市检测)关于库仑定律，下列说法正确的是( ) A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体B ．根据F ＝k q 1q 2r 2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向于无穷大C ．所带电荷量分别为Q 和3Q 的点电荷A 、B 相互作用时，B 受到的静电力是A 受到的静电力的3倍D ．库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷[解析] 如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看做是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷，故A 错误；两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷了，F ＝k q 1q 2r 2已经不能适用，故B 错误；根据牛顿第三定律得，B 受到的静电力和A 受到的静电力大小相等，故C 错误；库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷，故D 正确．[答案] D[针对训练2] 如图所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l ，为球直径的2倍．若使它们带上等量异种电荷，两球所带的电荷量的绝对值均为Q ，那么，a 、b 两球之间的万有引力F 引、库仑力F 库分别为( )A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2解析：选D.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l 只有直径的2倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点，因此可以用万有引力定律求F 引；对于a 、b 两带电球壳，由于两球心间的距离l 只有直径的2倍，且电荷集中于两球靠近的一侧，不能将其看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，D 正确．三个相同的金属小球1、2、3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1的电荷量为q ，球2的电荷量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变．由此可知( )A ．n ＝3B ．n ＝4C ．n ＝5D ．n ＝6[解析] 设小球1、2之间的距离为r .球3没接触前，F ＝k q ·nqr 2 ①，球3分别与球2、1接触后，q 2＝nq2，q 1＝nq 2＋q 2＝（2＋n ）q 4，则F ＝k nq 2·（2＋n ）q 4r 2②，联立①②两式解得：n ＝6，故D 正确．[答案] D[针对训练3] 两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A.112F B.34F C.43F D ．12F解析：选C.因为相同的两带电金属小球接触时，它们的电荷先中和后均分，所以接触后两小球带电荷量均为Q ′＝－Q ＋3Q 2＝Q ，由库仑定律得，接触前F ＝k 3Q 2r 2，接触后F ′＝k Q ′2⎝⎛⎭⎫r 22＝k 4Q 2r 2，联立得F ′＝43F ，故选C.探究三库仑力作用下的平衡问题如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ，A所带的电荷量为＋Q ，B 所带的电荷量为－9Q .现引入第三个点电荷C ，恰好使三个点电荷都处于平衡状态，问：C 应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？[解析] 根据题意，三个点电荷中每个点电荷都在库仑力的作用下处于平衡状态，由此可知，三个点电荷应位于同一条直线上，且C 应带负电放在A 的左边，如图所示．设C 带电荷量为q ，与A 相距为x ，则以A 为研究对象，由平衡条件得：k qQ A x 2＝k Q A Q B r 2①以C 为研究对象，则有：k qQ A x 2＝k qQ B （r ＋x ）2②联立①②式得x ＝12r ＝0.2 m ，q ＝－94Q .故C 应带负电，放在BA 延长线上A 的左侧 0.2 m 处，带电荷量为－94Q .[答案] 带负电放在BA 延长线上A 的左侧 0.2 m 处－94Q[针对训练4] (2020·河南郑州模拟)如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A 、B 、C (可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是( )A ．A 对C 的静电力一定是引力B ．A 对B 的静电力可能是斥力C ．A 的电荷量可能比B 少D ．A 的电荷量一定比B 多解析：选D.根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此A 对C 的静电力一定是斥力， A 对B 的静电力一定是引力，A 、B 错误；根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此A 的电荷量一定比B 多，C 错误，D 正确．如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于O点，若q 1>q 2，l 1>l 2，平衡时两球到过O 点的竖直线的距离相等，则两小球的质量关系为( )A ．m 1>m 2B ．m 1＝m 2C ．m 1<m 2D ．无法确定[解析] 对两小球受力分析，根据共力点平衡和几何关系可得，左边两个阴影部分相似，右边两个阴影部分相似，虽然q 1>q 2，l 1>l 2，但两者间的库仑力大小相等，根据相似三角形得m 1g OA ＝F 库BA ，m 2g OA ＝F 库AC，由题意可知BA ＝AC ，所以m 1g ＝m 2g ，m 1＝m 2.[答案] B[针对训练5] (多选)两个质量分别是m 1、m 2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q 1、q 2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是( )A ．若m 1＞m 2，则θ1＞θ2B ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2C ．若m 1＜m 2，则θ1＞θ2D ．若q 1＞q 2，则θ1＝θ2解析：选BC.以m 1为研究对象，对m 1受力分析如图所示．由共点力平衡得 F T sin θ1＝F 斥 ① F T cos θ1＝m 1g②由①②得tan θ1＝F 斥m 1g ，同理tan θ2＝F 斥m 2g ，因为不论q 1、q 2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，大小永远相等，故从tan θ＝Fmg知，m 大，则tan θ 小，θ亦小⎝⎛⎭⎫θ＜π2，m 相等，θ亦相等，故B 、C 正确．1．库仑定律和万有引力定律有很多相似之处，对于两个点电荷或两个质点系统，关于库仑力和万有引力的相似性，下列说法不正确的是( )A ．这两种力都是非接触力B ．这两种力的大小都与相互作用的两物体间距离的平方成反比C ．这两种力的方向都沿着相互作用的两物体连线方向D ．这两种力既可以是吸引力又可以是排斥力解析：选D.依据万有引力定律与库仑定律，这两种力都是非接触力，且这两种力的大小都与相互作用的两物体间距离的平方成反比，同时两种力的方向都沿着相互作用的两物体连线方向，故A 、B 、C 正确；万有引力只能是引力，不可为斥力，而库仑力既可为斥力，也可为引力，故D 错误．2．关于真空中两个带正电的点电荷间的静电力，下列说法正确的是( ) A ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 B ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变大 C ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 D ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变大解析：选A.由库仑定律公式F ＝kQqr 2，可知，距离越大，静电力越小；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A 正确，B 、C 、D 错误．3．真空中两点电荷之间的库仑力大小为F .仅将它们的电荷量都减半，则库仑力大小变为( )A.12F B.13F C.14F D.18F 解析：选C.根据库仑定律的公式F ＝k Qq r 2，它们的电荷量q 都减小为原来的12，但它们的间距不变，则库仑力减小为原来的14，故C 正确，A 、B 、D 错误．4.一个带电的球体M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 挂在横杆上P 处．当小球N 静止时，丝线与竖直方向的夹角为θ，如图所示．可判断球体M 与小球N 所带电荷的电性________(选填“相同”或“不同”)．若仅将球体M 所带电荷量增大，绝缘丝线与竖直方向的夹角θ将________(选填“变大”或“变小”)．解析：由题图可知，小球M 与N 相互排斥，因此M 、N 带同种电荷；根据库仑定律公式可知，F ＝k Qqr 2，M 与N 间的电场力大小与间距的平方成反比，与电荷量的乘积成正比，若仅将球体M 所带电荷量增大，那么它们之间的库仑力增大，则绝缘丝线与竖直方向的夹角θ将变大．答案：相同变大5．一个挂在细丝线下端的带电的小球B ，静止在如图所示位置．若固定的带正电的小球A 电荷量为Q ，B 球的质量为m ，带电荷量为q ，丝线与竖直方向的夹角为θ，A 和B 在同一水平线上，整个装置处于真空中，A 、B 球均可视为点电荷．(1)B 球带何种电荷？(2)A 、B 两球之间的距离为多少？解析：(1)两球相斥，所以B 与A 电性相同，B 球带正电． (2)对B 球受力分析如图所示，由平衡条件可知F AB ＝mg tan θ① 而F AB ＝k qQr 2②由①②得r ＝kQqmg tan θ.答案：(1)正电 (2)kQqmg tan θ(建议用时：40分钟) 【A 组基础巩固】1．下列物体可以视为点电荷的是( ) A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B ．带电的球体一定能视为点电荷C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷解析：选C.带电体能否看做点电荷，要看它们自身的大小是否比它们的距离小得多，是否影响它们间的作用力大小，而与它们的大小、形状和电荷量无关，故A 、B 、D 错误，C 正确．2．在“探究影响电荷间相互作用力的因素”的实验中，将一带电轻质小球B 悬挂在铁架台上，靠近置于绝缘支架上的金属球A ，小球B 静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示．现增大金属球A 的电荷量，丝线与竖直方向的夹角将( )A ．增大B ．减小C ．不变D ．先减小再增大解析：选A.当增大金属球A 的电荷量时，据F ＝k q 1q 2r 2知，库仑力增大，小球B 水平方向受力增大，使丝线与竖直方向的夹角变大，选项A 正确．3．如图所示，有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A 、B 都带正电荷，A 所受B 、C 两个点电荷的静电力的合力如图中F A 所示，那么可以判定点电荷C 所带电荷的电性为( )A ．一定是正电B ．一定是负电C ．可能是正电，也可能是负电D ．无法判断解析：选B.由于点电荷B 对A 的库仑力沿BA 方向，根据A 所受B 、C 两个点电荷的静电力的合力F A 的方向，可以确定点电荷C 对A 的库仑力沿AC 方向，即点电荷C 对A 的库仑力为引力，点电荷C 为负电荷，B 正确．4．A 、B 、C 三点在同一直线上，L AB ∶L BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受的静电力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受静电力为( )A ．－F 2B.F 2 C ．－FD ．F解析：选B.根据库仑定律有，在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时： F ＝k Qq L 2AB，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷时： F ′＝k 2Qq L 2BC，而L AB ∶L BC ＝1∶2，联立以上三式，解得 F ′＝F 2.无论B 处放正点电荷，还是负点电荷，A 、C 两处的点电荷所受静电力的方向都相同，故选项B 正确．5．两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小( )A ．F ＝k q 1q 2（3R ）2B ．F ＞k q 1q 2（3R ）2C ．F ＜k q 1q 2（3R ）2D ．无法确定解析：选D.因为两球心间距离不比球的半径大很多，所以不能将其看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布：当q 1、q 2是同种电荷时，两球相互排斥，电荷分布于最远的两侧，距离大于3R ，如图甲所示；当q 1、q 2是异种电荷时，两球相互吸引，电荷分布于最近的两侧，距离小于3R ，如图乙所示，所以静电力可能小于k q 1q 2（3R ）2，也可能大于k q 1q 2（3R ）2，D 正确．6．真空中，相距r 的两点电荷间库仑力的大小为F .当它们间的距离变为2r 时，库仑力的大小变为( )A.14F B.12F C ．2FD ．4F解析：选A.根据库仑定律，距离为r 时的静电力为：F ＝k Q A Q Br2，当距离为2r 时，静电力为：F ′＝k Q A Q B （2r ）2＝14F ，故A 正确，B 、C 、D 错误． 7．(2020·山西怀仁一中高二检测)宇航员在探测某行星时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q ，表面无大气．在一实验中，宇航员将一带负电q (q ≪Q )的粉尘置于距该星球表面h 高处，该粉尘恰好处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 处，无初速释放，则此带电粉尘将( )A ．向星球球心方向下落B ．背向星球球心方向飞向太空C ．仍处于悬浮状态D ．沿星球自转的线速度方向飞向太空解析：选C.将一带负电q (q ≪Q )的粉尘置于该星球表面h 高处，该粉尘恰好处于悬浮状态．知万有引力与静电力平衡，宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h 高处，由于库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，受力平衡与高度无关，仍然处于悬浮状态．故选C.8．(多选)对于库仑定律，下面说法正确的是( )A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F ＝k Q 1Q 2r2 B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量解析：选AC.库仑定律公式F ＝k Q 1Q 2r2的适用条件是真空中的静止点电荷，故A 正确；两带电小球相距很近时，不能看做点电荷，公式F ＝k Q 1Q 2r2不适用，故B 错误；相互作用的点电荷间的库仑力也是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C 正确；当两带电球本身的半径不满足远小于它们间的距离时，就不能看做点电荷，公式F ＝k Q 1Q 2r2不再适用，库仑力还与它们的电荷分布有关，故D 错误．9.(多选)如图所示，质量分别为m 1、m 2，电荷量分别为q 1、q 2的两小球，分别用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，那么( )A ．两球一定带异种电荷B ．q 1一定大于q 2C ．m 1一定小于m 2D ．m 1所受的库仑力一定大于m 2所受的库仑力解析：选AC.由于两带电小球相互吸引，所以一定带异种电荷，选项A 正确．设轻丝线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得两球之间的库仑力F ＝mg tan θ，因此m 1g <m 2g ，即m 1<m 2，选项C 正确．【B 组素养提升】10．(多选)在粗糙绝缘的水平面上有一物体A 带正电，另一带正电的物体B 沿着以A 为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从物体A 的正上方经过，若此过程中物体A 始终保持静止，A 、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是( )A ．物体A 受到地面的支持力先增大后减小B ．物体A 受到地面的支持力保持不变C ．物体A 受到地面的摩擦力先减小后增大D ．库仑力对物体B 先做正功后做负功解析：选AC.因PQ 是以A 为圆心的圆弧，在圆弧上各点B 受的库仑力方向始终沿半径方向，与速度方向始终垂直，故物体B 从P 到Q 过程中，库仑力不做功，D 错．而A 、B 两物体间的库仑力大小不变，但由于方向发生变化，且物体B 从P 到Q 过程中，物体A 受物体B 的库仑力先是向右下方，再转为向正下方、最后向左下方，在所受库仑力方向为正下方时，物体A 受地面的支持力最大，此时的摩擦力最小，故物体A 受地面的支持力先增大后减小，受到地面的摩擦力先减小后增大，B 错，正确答案为A 、C.11．(2020·大连高二检测)如图所示，带电小球A 和B 放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，质量为m 1＝m 2＝1 g ，所带电荷量q 1＝q 2＝10－7 C ，A 带正电，B 带负电．沿斜面向上的恒力F 作用于A 球，可使A 、B 一起运动，且保持间距d ＝0.1 m 不变，求F .(g 取10 m/s 2)解析：两球相互吸引的库仑力：F 库＝kq 1q 2r2＝9×10－3 N ，A 球和B 球的加速度相同，隔离B 球，由牛顿第二定律有F 库－m 2g sin 30°＝m 2a ①把A 球和B 球看成整体，A 、B 间的库仑力为系统内力，由牛顿第二定律有F －(m 1＋m 2)g sin 30°＝(m 1＋m 2)a ②代入数据，由①式得a ＝4 m/s 2，由②式得F ＝1.8×10－2 N.答案：1.8×10－2 N12．如图所示，一个半径为R 的圆环均匀带电，ab 为一段极小的缺口，缺口长为L (L ≪R )，圆环带的电荷量为Q L (正电荷)，在圆心处放置一电荷量为q 的负点电荷，试求负点电荷受到的库仑力的大小和方向．解析：如图甲所示，在环上任取对称的两点(或两小段)P 、Q ，P 对O 点处的负电荷产生吸引力F P ，同样Q 对O 点处的负电荷产生吸引力F Q ，这两个力大小相同，方向相反，合力为零．同理还可取P ′、Q ′等相互对称的点，都具有相同的结论．而圆正是由无数这样的对称点组成的，所以在这样的圆环中心处的点电荷受力为零．再回到题图，只有与ab 缺口相对称的一小段没有与之相对称的对象存在．因此处于O 点处的点电荷受到的力就是与ab 缺口相对称的一小段a ′b ′(如图乙所示)对它产生的吸引力，由于a ′b ′很短(L ≪R )，可将其视为点电荷，其所带电荷量为Q ′＝Q L 2πR －L·L ，由库仑定律可得F ＝k Q ′q R 2＝k LQ L q （2πR －L ）R 2，受力方向指向a ′b ′(a ′b ′为带缺口的圆环上，与ab 缺口相对称的一小段)．答案：k LQ L q （2πR －L ）R 2受力方向指向a ′b ′(a ′b ′为带缺口的圆环上，与ab 缺口相对称的一小段)。

2020_2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第二节库仑定律

第二节库仑定律核心素养点击物理观念知道点电荷的概念；理解库仑定律的内容、公式及适用条件。

科学思维通过建构点电荷物理模型的过程，体会科学研究中的理想模型方法；进一步了解控制变量法在实验中的作用；会用库仑定律进行有关的计算。

科学探究经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系。

科学态度与责任通过了解库仑扭秤实验，能体会科学研究的一些共性与创新，知道科学理论与实验相互促进的意义。

一、点电荷影响静电力的因素1．填一填(1)点电荷：如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离小得多，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略，这个带电的点称为点电荷。

(2)点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际不存在(选填“存在”或“不存在”)。

(3)探究电荷间作用力的大小跟距离之间的关系电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力减小；距离减小，作用力增大。

(4)探究电荷间作用力的大小跟电荷量之间的关系电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力增大；电荷量减小，作用力减小。

2．判一判(1)点电荷就是元电荷。

(×)(2)两个带电荷量不变的点电荷间的距离越大，它们间的相互作用力就越小。

(√)(3)两带电体间的静电力只与电荷量的大小有关。

(×)3．想一想如图，O是一带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。

利用此装置探究影响电荷间相互作用力的因素。

在本实验中，电荷间相互作用力的大小与悬线偏离竖直方向的夹角大小有什么关系？提示：悬线偏离竖直方向的夹角越大，说明二者的相互作用力越大；反之则越小。

二、库仑定律 1．填一填(1)内容：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量q 1、q 2的乘积成正比，与它们之间距离r 的二次方成反比。

作用力的方向在它们的连线上。

(2)公式：F ＝k q 1q 2r2，k 叫静电力常量，数值k ＝9.0×109 N·m 2/C 2。

1.2 库仑定律

用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求
解.
7.应用库仑定律解题应注意的问题
kQ1Q2 , ①在理解库仑定律时,有人根据公式 F 2 设想当r→0时 r 得出F→∞的结论,从数学角度分析是正确的,但从物理角度
分析,这一结论是错误的,错误的原因是:当r→0时两个电荷已失去了作为点电荷的前提条件,何况实际电荷都有一定
Q1Q2 F k 2 其中 , ,静电力常量 r
k=9.0×109 N·m2/C2.
3.方向:在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸.
4.适用范围:适用于真空中两个点电荷间的相互作用,对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解,但我们可以用一组点电荷来代替实际的带电体,从而完成问题的求解.
力,F为“-”表示引力.
三､库仑定律的应用
1.在同一条直线上三个自由点电荷只受库仑力的平衡规律例:a､b两个点电荷,相距40 cm,电荷量分别为q1和q2,且q1=9q2, 都是正电荷;现引入点电荷c,这时a､b､c三个电荷都恰好处于平衡状态.试问:点电荷c的性质是什么,电荷量多大?它放
在什么地方?
大小,根本不会出现r=0的情况,也就是当r→0时不能用库仑
定律计算两点电荷间的相互作用力.
②可将计算库仑力大小和判断方向两者分别进行,即用公式计
算库仑力大小时,不必将表示Q1､Q2的带电性质的正､负号代入公式,只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小,力的方向再根据同种电荷相互排斥,异种电荷互相吸引加以判断,也可将Q1､Q2带符号运算,F为“+”表示斥
典例分析
一､对库仑定律适用条件的理解例1:两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为(

物理必修第三册-第二节库仑定律

2．两个带电球体间的库仑力．
(1)两个均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电
荷，库仑定律也适用，球心间的距离就是二者的距离．
(2)两个均匀带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改
变而改变，即电荷的分布会发生改变．若带同种电荷，如
图甲，由于排斥而使距离变大，此时F＜k
【典例3】如图所示，悬挂在O点的一
根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量
不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另
一带同种电荷的小球B.当小球B到达悬点O的
正下方并与小球A处于同一水平线上时，小球
A受力平衡，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验
中小球B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则
3．元电荷与点电荷． (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位． (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷电荷量的整数倍．
【典例 1】关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是 ()
A．点电荷是一种理想化的物理模型 B．点电荷所带电荷量不一定是元电荷电荷量的整数倍 C．点电荷所带电荷量一定很小 D．点电荷、元电荷是同一种物理模型解析：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的，而实际物体总有大小，故点电荷是理想化模型，故 A 正确；元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能不能忽略，物体的带电量一定
解析：点电荷是一种理想模型，一个带电体能否被看成点电荷，不是看其大小，而应具体问题具体分析，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 A、B 错误，C、D 正确．

1.2库仑定律导纲02

安徽蚌埠禹王中学高一年级部导学提纲学科：物理编号：WLTG-选修3-1编制人：李明佛 2017年3月高一物理导纲共2页，第1页高一物理导纲共2页，第2页122Q QF k r=122Q Q F k r =22L q k 22L q k 22L qk 课题1.2库仑定律（第2课时）班级：姓名：小组：一、【学习目标】 1．复习巩固库仑定律2．应用库仑定律解决问题．3．综合库仑定律和力的平衡解决同一直线三个点电荷间的作用问题 4.结合牛顿运动定律解决点电荷加速运动问题二、【重点难点】1.库仑定律的理解和应用2.力学知识和电学知识的简单综合三、【导学流程】（一）知识链接：1．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的． 2．库仑定律的表达式： 3.共点力的平衡条件：。

4.牛顿第二定律的内容：，公式：（二）合作学习1.半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q ，则它们之间相互作用的静电力F （）A ．带同种电荷时,F ＜B ．带异种电荷时,F ＞C ．不论带何种电荷,F ＝D ．以上各项均不正确2.两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，3.如图所示，若θ1＝θ2,则下述结论正确的是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1＝q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1＝q 2, m 1＝ m 24. a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷c ，这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?5.如图，一半径为R 的圆环均匀带电，a b 为一极小的缺口，缺口长为L （L<<R ），圆环的带电量为Q （正电荷），在圆心处置一带电荷量为q 的负电荷，则该负点电荷受到的库仑力为__________N.（三）当堂检测1.下列说法正确的是（）A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C.据可知，当r →0时F →∞D.静电力常量的数值是由实验得出的2.对于库仑定律，下面说法正确的是（）A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式B.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于他们各自所带的电荷量四、【学习小结】 1.； 2.。

高二物理第2节静电力库仑定律知识精讲鲁教版

高二物理第2节静电力库仑定律知识精讲鲁教版一. 本周教学内容：第2节静电力库仑定律二. 知识要点：1. 静电力和点电荷〔1〕两带电体之间存在着静电力。

〔2〕点电荷：本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体，与质点类似，这是一种理想模型。

2. 库仑定律〔1〕内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，与它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比，与它们的距离r 的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线，同种电荷相斥，异种电荷相吸。

〔2〕公式：库仑力〔静电力〕的大小：F k Q Qr=122，其中k N m C =⨯⋅9010922./。

方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。

定律的适用范围：真空中的点电荷。

3. 静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。

4. 静电力与万有引力的比拟它们分别遵从库仑定律F k Q Q r=122与万有引力定律F G m mr =122。

〔1〕一样点：①两种力都是平方反比定律。

②两种力都有与作用力有关的物理量〔电荷量或质量〕的乘积，且都与乘积成正比。

③两种力的方向都在两物体的连线上。

〔2〕不同点：①描述了两种作用，一种是由于物体带电引起的作用，另一种是由于物体具有质量引起的作用。

②与力的大小相关的物理量不全一样：一是电荷量，另一是质量。

③静电力可以是引力，也可以是斥力，而万有引力只能是引力。

④常量不一样：k N m C =⨯⋅9010922./，G N m kg =⨯⋅-667101122./。

对库仑定律的理解与应用： 1. 应怎样理解“点电荷〞点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。

如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小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，只保存对问题有关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法。