电荷 库仑定律的基础知识

电荷库仑定律的基础知识

1．元电荷、点电荷

【知识点的认识】

1．元电荷：是自然界中带电量最小的电荷，任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，元电荷是质子或电子所带的电量，即e=1.60×10﹣19C。

2．点电荷：带一定电荷量，忽略带电体的大小和形状的一种理想化模型。

【命题方向】

题型一：点电荷的理解

例1：关于点电荷的说法，正确的是（）

A．只有体积很小的电荷，才能作为点电荷

B．体积很大的电荷，一定不能作为点电荷

C．点电荷一定是带电量很小的电荷

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

题型二：元电荷的理解

例2：关于基元电荷，正确的说法是（）

A．基元电荷是自然界中电荷的最小单元B．基元电荷就是点电荷

C．基元电荷就是质子 D.1C电量叫基元电荷

2．库仑定律

【知识点的认识】

1．内容：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．

2．表达式：F=k，式中k表示静电力常量，k=9.0×109N•m2/C2．

3．适用条件：真空中的静止点电荷．

【命题方向】

题型一：对库仑定律的理解

例1：真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的3倍，那么它们之间的静电力的大小变为（）

A.3F

B.

C.

D.9F

题型二：库仑定律与力学的综合问题

例2：在一绝缘支架上，固定着一个带正电的小球A，A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B，B的质量为0.1kg，电荷量为×10﹣6C，如图所示，将小球B 缓缓拉离竖直位置，当绳与竖直方向的夹角为60°时，将其由静止释放，小球B将在竖直

面内做圆周运动．已知释放瞬间绳刚好张紧，但无张力．g取10m/s2．求

（1）小球A的带电荷量；（2）释放瞬间小球B的加速度大小；

（3）小球B运动到最低点时绳的拉力．

3．解题方法点拨

1．库仑定律适用条件

（1）库仑定律只适用于真空中的静止点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律．

（2）当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷．但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞．其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了．

（3）对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离．

（4）对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．

4．应用库仑定律需要注意的几个问题

（1）库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．（2

库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理．注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力．

（3

要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反，也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零．

3．分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，要学会把电学问题力学化．分析方法是：

（1）确定研究对象．如果有几个带电体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”；

（2）对研究对象进行受力分析，多了个电场力（F=k）．

（3）列平衡方程（F合=0或F x=0，F y=0）或牛顿第二定律方程．

一、选择题（共7小题）

1．关于点电荷的下列说法中，正确的是（）

A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C．当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体可看成点电荷

D．一切带电体都可以看成点电荷

2．关于库仑定律的公式F=，下列说法中正确的是（）

A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0

B．当真空中的两个点电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞

C．当两个点电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了

D．当两个点电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了

3．真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，它们之间作用力的大小等于（）

A．F B．3F C．D．

4．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是（）A．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变

B．保持点电荷的电荷量不变，使两个点电荷的距离增大到原来的2倍

C．使一个点电荷的电荷量增加1倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的

D．保持点电荷的电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的

5．两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球a和b，分别带有等量异种电荷，被固定在绝缘水平面上，这时两球间静电引力的大小为F．现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球c先与a球接触，再与b球接触后移去，则a、b两球间静电力大小变为（）A．B．C．D．

6．两点电荷A、B带电量q A＞q B，在真空中相距为L0，现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零，则此位置当A、B为（）

A．同种电荷时，在A、B连线上靠近B一侧

B．同种电荷时，在A、B连线上靠近A一侧

C．异种电荷时，在BA连线的延长线上靠近A一侧

D．异种电荷时，在AB连线的延长线上靠近B一侧