选修3—1第一章第二节《库仑定律》

而如果这个电子离带电圆盘只有d2=1mm,那 么这一带电圆盘又相当于 一个无限大的带电平面 ____________________.
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．A B D 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忽略不计
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三 个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对 第三个点电荷 C 的电量 q 的大小及电性有无 要求？
+
9Q QC
-
+
4Q
（２）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ ／５处，电荷Ｃ必须是负３６Ｑ／２５电荷
3、在真空中两个相同的带等量异号电 荷的金属小球A和B(均可看做点电荷), 分别固定在两处,两球间静电力为F。现 用一个不带电的同样的金属小球C先与A 接触,再与B接触,然后移开C,此时A、B 球间的静电力变为多大?
B
真空中有三个点电荷,它们固定在边长为 50cm 的等边三角形的三个顶点上,每个 6 点电荷都是 2 10 C ,求它们的库仑 力？
q1
q3
F2
30°
F F1
q2
+ + +
+Q
r
++ +
+Q
Q2 FK 2 r
q1q2 F k 2 r
2 Q / F K 2 r
++ +
+Q
r
--Q
在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷 A、B，A带电荷量为+Q，B带电荷量为9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三 个点电荷处于平衡状态。则C应带什么 性质的电荷，电荷量为多少？
B
在北方的冬天，如果天气干燥，我们会 听到“噼啪”声，还会看到电火花； 当我们用手去拉车门或把手时也会有触 电的感觉， 这种现象我们叫静电现象． 阅读教材并回答静电现象是如何产生的
防雷 知识 措施
“你们知道吗，男孩遭雷击概率超过女孩。” 防雷专家此语一出，台下的孩子们全都张大了嘴 巴，女孩们一听全乐了，男孩子则不服气地问为什么 这么说。源自A.向星球下落 C.推向太空
B.仍在原处悬浮 D.无法判断
√
一个定律：库仑定律 q1q2 一个公式： F k 2 一个模型：理想化模型
r
一种物理实验方法：控制变量法 一种物理研究进程：
定性研究
定量研究
三个完全相同斩金属小球a、b、c位于等 边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带 负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c 受到a和b的静电力的合力可用图中四条 有向线段中的一条来表示,它应是
q1q2 F k 2 r
力的作用有相互性，q1、q2可不等，F必 相等 库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷
异种电荷
4、适用范围：真空、静止、点电荷
5、点电荷： 通过与质点相类比，什么样的 1 ）点电荷：当带电体间的距离比它们自身的 情况下可以将带电体看成是点电荷呢？ 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成点电荷
1
F1 m1 m2 a 2.7 102 N
aA aB 9 m s 2 ,向右匀加速直线运动
两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点O， 两小球因带同号电荷而使球b悬线竖直地靠 在墙上，a球被推开一定角度而平衡。今令 其 失去部分电量，结果θ 角变小后又重新平衡 则关于悬线对a球的拉力大小变化情况为 O
11 31 27
19 2 q1 q 2 ( 1 . 6 10 ) 8 9 F k 8 . 2 10 N 电 . 0 10 N 微观粒子间的万有引力远小于库仑 2 9 r (5.3 1011 )2
氢原子中，原子核只有1个质子,核外只有1个 电子,它们之间距离 r = 5.3×10-11 m 求氢 原子核与电子之间的库仑力 F电及它们之间的 万有引力F引 ？(质子的质量为1.67×10-27kg 电子的质量为9.1×10-31kg） F引 2.3 1039 F库
专家解释说，人体都有静电场，静电场所产生的 电压越高，越容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存 在不同，导致其静电压存在一定差异，一般来说男孩 静电压1000，高于女孩的800，因此男孩遭雷击概率 超过女孩。
含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
r
2
(5.3 1011 )2
用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B,放置 在电荷量为+Q的小球A附近.A、B两球在同一 水平面上相距S,丝线与竖直方向夹角θ=37o, A、B两带电球可看成点电荷。 1)丝线拉力 2)A、B两球之间的静电力 3) B球所带电荷的性质 4) B球的电荷量的大小
θ
++ +A+ ++
q1q2 F k 2 r
9
Mm F G 2 r
2 2
k叫静电力常量
k=9.0×10 N·m /C
3、注意：
1）计算时q1、q2只代入大小 “+”、“-”号不要代入
q1q2 F k 2 r
2）库仑定律只能计算力的大小 ，方向在其 连线上，还需进一步通过同种电荷排斥，异 种电荷吸引来确定
3)求两个以上的点电荷间的相互作用力时， 遵循单独叠加原则
伟大之处： 两次放大微小力
一、库仑的实验——库伦扭秤
1、器材组成：
细银丝、绝缘架、 带电的金属小球A和 C、不带电的小球B
2、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
3、实验方法：控制变量法 4、实验步骤： 探究F与r的关系：
1）把另一个带电小球C插 入容器并使它靠近A时， 记录扭转的角度可以比较 力大小 2)改变A和C之间的距离r， 记录每次悬丝扭转的角度， 便可找出F与r的关系
1 、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 C 处于平衡状态？此 时对C的电性及电量q有无要求？
+
9Q
+
4Q
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）
Q1 、 Q 2 、 r
与两个物 体质量有 关，只有 引力。
M、m、r
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/2 C．F/8
B．F/4 D．3F/8
设星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星 球表面1000km的地方，又若将同增的电 子粉尘带到距星球表面2000km的地方相 对于该星球无初速释放，则此电子粉尘
A B
三个点电荷平衡规律:
共线，同夹异，大夹小，近小远大
库仑定律与万有引力定律的比较：
定 律
库 仑 定 律
公式
公式 适用 共同点 范围
点电 荷
不同点
与两个物 体电量有 关，有引 力，也有 斥力。
影响大小 的因素
Q1Q2 F k 2 r
万有 引力 定律
Mm F G 2 r
质点
①都与 距离的 平方成 反比。 ②都有 一个常 数。
1、自然界中存在着两种电荷， 即： 正电荷 与 负电荷 。 2、同种电荷相互 排斥异种电荷相互 吸引
3、起电方法： 接触 起电、感应 起电 摩擦 起电、
4、电荷守恒定律
1.摩擦起电
实质：使电子从一个物体转移到另一个物体。
2.感应起电
实质：电荷从物体的一部分转移到另一部分。 近端感应异种电荷，远端感应同种电荷
A.一定增大 B.一定减小 C.一定不变 D.无法确定
C
θ
a b
在竖直放置的半径为R的光滑半圆形绝 缘细管的圆心O处放一点电荷。现将质 量为m、电荷量为+q的小球从半圆的水 平直径端点A静止释放，小球沿细管滑 到最低点B时，对管壁恰好无压力，则 置于圆心处的点电荷带什么电？电量大 小为 A O 多少？
3.接触起电 电荷均分原理
条件:两个物体形状和大小完全相同 实质:电荷从一个物体转移到另一个物体。
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？
1、可能跟电荷电量有关 2、可能与两个电荷间的距离有关
实验表明：电荷之间的作用力 1）随电荷量的增大而增大
体积和带电量都很小的带电体就可以 看成点电荷
根据 F 根据 F
q1q2 F k 2 r
×
可知，当r
∞时，
√
0
q1q2 F k r2
可知，当r
0时，
∞
×
力，因此在研究微观带电粒子的相 9.1 10 1.67 10 m1 m 2 6.67 10 互作用时，可以把万有引力忽 略。 47 N F引 G 3.6 10 N
库仑的实验
研究方法：控制变量法
1.F与r有关
保持两球上的电量不变，改变两球之间距离 实验中库仑得出静电力与距离的平方成反比 即 F∝1/r2
2.F与q有关
保持两球间距离不变，改变两球带电量 库仑得出静电力与电量乘积成正比
即 F ∝q1q2
研究仪器：库仑扭秤
库仑扭秤实验
带电小球
细银丝
平衡小球
平面镜 带电小球
a + b