1.2 库仑定律
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1.2 库仑定律
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
• 静止的电荷间的相互作用 ——库仑力（静电力）
电荷间的相互作用的强弱和什么有关？
库仑力的大小和什么有关？
研 究 方 法
简单着手研究思想
影响因素可能为:电荷量，两电荷 间的距离，带电体形状 、大小， 环境，质量等 真空
点电荷
点电荷
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。 带电体有时可 以看做点电荷 就 像 物体有时可 以看作质点
是一种理想模型，带电体的形状、大小及电 4、点电荷： 荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽 略不计时，带电体可视为点电荷.
解题 提醒
+ + +
库仑定律的适用是什么条件？
物理模型，即如果满足相互之间距离远大 点电荷： 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. L=4r ++ + L=4r
+Q
++ +
+Q
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
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.
q1q 2 F k 2 2、公式： r
⑵ 点电荷
k=9.0×109N· m2/C2 3、适用条件： ⑴ 真空（空气中近似成立）
库 仑 扭 秤 实 验
2.库仑研究力与距 离的定量关系.
结论：
1 F 2 r
库 3.库仑研究力与电 荷量的定量关系. 仑 扭 秤 实 验
结论： F
Q1 Q2
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.
解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r 都相同, q1 所以
q 9.0 10 2 10 F1=F2=K = 2 r 0.5 2296 2
F2 N q3
30°
F
q2 F1
=0.144 N
根据平行四边形定则，合力是:
F 2F1 cos30 0.25N
引
为
3.6 10 47 N
9.1 1031 1.67 1027 N 11 2 (5.3 10 )
电子和质子的静 电引力远大于它 们间万有引力。 研究带电微粒间 相互作用时，经 常忽略万有引力.
例2：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边 三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2 × 10-6 c,求 它们 所受的库仑力。
q1 q 2 F 电 k 2 r (1.6 1019 )2 9
9.0 10
库仑力与万有 引力的比值为
F电 2.3 1039 F引
(5.3 1011 )2 8.2 108 N
N
质子与电子之间的万有引力 F
m1 m 2 F引 G 2 r11
6.67 10
例:一个半径r1=10cm的带电圆盘,如果 考虑它和d1=10m处某个电子的作用力, 点电荷 就完全可以把它看作________. 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 ____________________.
二 、 实 验 探 究
(2)仅改变A与 (1)仅改变控制变量法 A与 B所带电荷量 B的距离.
结 论
电荷间相互作用力随着电荷量的增 大而增大,随着距离的增大而减小.
定性研究实验
库仑(Coulomb 1736~1806): 法国物理学家；
1785年，库仑定律
库 仑 扭 秤 实 验
1.库仑做实验的装置— 库仑扭秤.
操作方法:力矩平衡：静电力力 矩＝金属细丝扭转力矩.
F ~
Q
思想方法：放大、转化 设计思想：控制变量法——控制
Q1、Q2、r
与两个物 体质量有 关，只有 引力。
M、m、r
例1 已知，质子的质量m1=1.67×10-27kg，电子的质量 m2=9.1×10-31kg ．距离是5.3×10-11m。电子和质子的电荷量 都是1.60×10-19C．。试比较电子和质子间的静电引力和万有 引力．
解：质子与电子之间的库仑力 F电为
+Q
--Q
Q2 FK 2 L 2 Q / F K 2 L
五 、 静 电 力 与 万 有 引 力 的 比 较
库仑定律与万有引力定律的比较：
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
库仑 定律
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。
电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
2、大小： F = kQ1Q2/r2 K:静电力常量
库仑是一个非常大的电荷量单位。k=9.0×109N· m2/C2
3、方向：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
4、适用条件：真空、静止的点电荷
①点电荷同质点一样也是一个理想化模型 ②只有电荷量而没有大小的点。
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
• 静止的电荷间的相互作用 ——库仑力（静电力）
电荷间的相互作用的强弱和什么有关？
库仑力的大小和什么有关？
研 究 方 法
简单着手研究思想
影响因素可能为:电荷量，两电荷 间的距离，带电体形状 、大小， 环境，质量等 真空
点电荷
点电荷
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。 带电体有时可 以看做点电荷 就 像 物体有时可 以看作质点
是一种理想模型，带电体的形状、大小及电 4、点电荷： 荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽 略不计时，带电体可视为点电荷.
解题 提醒
+ + +
库仑定律的适用是什么条件？
物理模型，即如果满足相互之间距离远大 点电荷： 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. L=4r ++ + L=4r
+Q
++ +
+Q
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
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.
q1q 2 F k 2 2、公式： r
⑵ 点电荷
k=9.0×109N· m2/C2 3、适用条件： ⑴ 真空（空气中近似成立）
库 仑 扭 秤 实 验
2.库仑研究力与距 离的定量关系.
结论：
1 F 2 r
库 3.库仑研究力与电 荷量的定量关系. 仑 扭 秤 实 验
结论： F
Q1 Q2
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.
解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r 都相同, q1 所以
q 9.0 10 2 10 F1=F2=K = 2 r 0.5 2296 2
F2 N q3
30°
F
q2 F1
=0.144 N
根据平行四边形定则，合力是:
F 2F1 cos30 0.25N
引
为
3.6 10 47 N
9.1 1031 1.67 1027 N 11 2 (5.3 10 )
电子和质子的静 电引力远大于它 们间万有引力。 研究带电微粒间 相互作用时，经 常忽略万有引力.
例2：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边 三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2 × 10-6 c,求 它们 所受的库仑力。
q1 q 2 F 电 k 2 r (1.6 1019 )2 9
9.0 10
库仑力与万有 引力的比值为
F电 2.3 1039 F引
(5.3 1011 )2 8.2 108 N
N
质子与电子之间的万有引力 F
m1 m 2 F引 G 2 r11
6.67 10
例:一个半径r1=10cm的带电圆盘,如果 考虑它和d1=10m处某个电子的作用力, 点电荷 就完全可以把它看作________. 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 ____________________.
二 、 实 验 探 究
(2)仅改变A与 (1)仅改变控制变量法 A与 B所带电荷量 B的距离.
结 论
电荷间相互作用力随着电荷量的增 大而增大,随着距离的增大而减小.
定性研究实验
库仑(Coulomb 1736~1806): 法国物理学家；
1785年，库仑定律
库 仑 扭 秤 实 验
1.库仑做实验的装置— 库仑扭秤.
操作方法:力矩平衡：静电力力 矩＝金属细丝扭转力矩.
F ~
Q
思想方法：放大、转化 设计思想：控制变量法——控制
Q1、Q2、r
与两个物 体质量有 关，只有 引力。
M、m、r
例1 已知，质子的质量m1=1.67×10-27kg，电子的质量 m2=9.1×10-31kg ．距离是5.3×10-11m。电子和质子的电荷量 都是1.60×10-19C．。试比较电子和质子间的静电引力和万有 引力．
解：质子与电子之间的库仑力 F电为
+Q
--Q
Q2 FK 2 L 2 Q / F K 2 L
五 、 静 电 力 与 万 有 引 力 的 比 较
库仑定律与万有引力定律的比较：
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
库仑 定律
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。
电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
2、大小： F = kQ1Q2/r2 K:静电力常量
库仑是一个非常大的电荷量单位。k=9.0×109N· m2/C2
3、方向：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
4、适用条件：真空、静止的点电荷
①点电荷同质点一样也是一个理想化模型 ②只有电荷量而没有大小的点。