高中物理《电荷 电荷间的相互作用》 教科版选修1-1
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第2讲 点电荷之间的相互作用
• [目标定位] 1.探究影响点电荷间相互作用的因素， 掌握类比推理的思想方法.2.知道点电荷的概念．知 道点电荷是一种理想化的物理模型.3.理解库仑定律 的含义和适用条件，学习用库仑定律解决简单的问 题.4.了解库仑扭秤的结构和原理．
• 一、库仑定律
1．内容：真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟 它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用 力的方向在它们的连线上．
• 一、对点电荷的理解
• ຫໍສະໝຸດ Baidu．点电荷指的是一种没有大小的带电体．
• 2．看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们 自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和 电荷的分布对相互作用力的影响可以忽略不计， 这样的带电体就可以看成点电荷．
• 【例1】 (单选)(2012·广东省学业水平考试) 关于点电荷，下列表述正确的是
•( )
• A．任何带电体都能看作点电荷
• B．点电荷是实际带电体的理想化模型
• C．只有带电量很小的带电体才能看作点 电荷
• D．只有质量很小的带电体才能看作点电 荷
• 答案 B
• 解析 点电荷是一个抽象的物理模型，类 似于质点模型．不是所有的带电体都能看 作点电荷，带电体的形状和大小对电学特 征影响很小，以至于可以忽略时，该带电 体才可以看做点电荷．选项B正确．
• 二、对库仑定律的理解
• 1．库仑定律的适用条件：适用于真空中的 点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如 图1－2－1所示，同种电荷时，实际距离会 增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距 离会减小，如图(b)所示．
图1－2－1
• 2．用公式计算库仑力的大小时，只将电荷 量的绝对值代入公式中计算出力的大小， 力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相 吸加以判断．
• 针对训练2 (单选)如图1－2－3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，两球之间的静电力 •( )
图1－2－3
• 针对训练1 (单选)下列关于点电荷的说法 中，正确的是
•( ) • A．体积大的带电体一定不是点电荷 • B．当两个带电体的形状对它们间相互作用
力的影响可忽略时，这两个带电体可看作 点电荷 • C．点电荷就是体积足够小的电荷 • D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
• 答案 B
• 解析 带电体能否看成点电荷，不能以体 积大小、电荷量多少而论，故A、C、D 错．一个带电体能否看成点电荷，要依具 体情况而定，只要在测量精度要求的范围 内，带电体的形状、大小等因素的影响可 以忽略，即可视为点电荷．故B正确．
•( )
图1－2－2
• A．随距离的减小而增大 • B．随距离的减小而减小 • C．随电荷量的减小而增大 • D．随电荷量的减小而减小
• 答案 A
• 解析 丝线与竖直方向的夹角增大说明电 荷间的作用力增大，在该题中A、B的电荷 量不变，随着A、B间距离的减小电荷间的 作用力增大，表明电荷间的作用力随距离 的减小而增大，选项A正确．
• 3．两个点电荷间的库仑力遵从牛顿第三定 律，不管两带电体带电量大小如何，它们 之间的库仑力大小总是相等的．
• 【例2】 (单选)(2013·江苏水平测试)如图 1－2－2所示，小球A固定在绝缘支架上， 小球B用丝线悬挂，两小球均带有正电 荷．现将A向右移近B，观察到丝线与竖直 方向的夹角增大， 这表明电荷间的作用力
2．表达式：F＝kQr12Q2，其中 k 静电力常量，在国际单位制中， k＝9.0×109 N·m2/C2.
3．适用条件：(1)真空中；(2)静止的点电荷．
• 4．点电荷
• (1)定义：当带电体间的距离远大于它们 的大小，以至带电体的 形状 、 大小 可以 忽略不计时，可以认为带电体所带的电荷 量集中在一个“点”上，这样的带电体称 为点电荷．
• (2)点电荷是一种 理想化 的模型．
想一想： 有一位同学由库仑定律的表达式 F＝kQr12Q2得到当 r→0 时，静 电力 F→∞.这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确．从数学角度分析这是必然的结论，但从物理的 角度分析，这一结论是错误的，其原因是：当 r→0 时，两电荷 已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小 和形状，根本不会出现 r＝0 的情况，也就是说，在 r→0 时不 能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．
• [目标定位] 1.探究影响点电荷间相互作用的因素， 掌握类比推理的思想方法.2.知道点电荷的概念．知 道点电荷是一种理想化的物理模型.3.理解库仑定律 的含义和适用条件，学习用库仑定律解决简单的问 题.4.了解库仑扭秤的结构和原理．
• 一、库仑定律
1．内容：真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力，跟 它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用 力的方向在它们的连线上．
• 一、对点电荷的理解
• ຫໍສະໝຸດ Baidu．点电荷指的是一种没有大小的带电体．
• 2．看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们 自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和 电荷的分布对相互作用力的影响可以忽略不计， 这样的带电体就可以看成点电荷．
• 【例1】 (单选)(2012·广东省学业水平考试) 关于点电荷，下列表述正确的是
•( )
• A．任何带电体都能看作点电荷
• B．点电荷是实际带电体的理想化模型
• C．只有带电量很小的带电体才能看作点 电荷
• D．只有质量很小的带电体才能看作点电 荷
• 答案 B
• 解析 点电荷是一个抽象的物理模型，类 似于质点模型．不是所有的带电体都能看 作点电荷，带电体的形状和大小对电学特 征影响很小，以至于可以忽略时，该带电 体才可以看做点电荷．选项B正确．
• 二、对库仑定律的理解
• 1．库仑定律的适用条件：适用于真空中的 点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如 图1－2－1所示，同种电荷时，实际距离会 增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距 离会减小，如图(b)所示．
图1－2－1
• 2．用公式计算库仑力的大小时，只将电荷 量的绝对值代入公式中计算出力的大小， 力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相 吸加以判断．
• 针对训练2 (单选)如图1－2－3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，两球之间的静电力 •( )
图1－2－3
• 针对训练1 (单选)下列关于点电荷的说法 中，正确的是
•( ) • A．体积大的带电体一定不是点电荷 • B．当两个带电体的形状对它们间相互作用
力的影响可忽略时，这两个带电体可看作 点电荷 • C．点电荷就是体积足够小的电荷 • D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
• 答案 B
• 解析 带电体能否看成点电荷，不能以体 积大小、电荷量多少而论，故A、C、D 错．一个带电体能否看成点电荷，要依具 体情况而定，只要在测量精度要求的范围 内，带电体的形状、大小等因素的影响可 以忽略，即可视为点电荷．故B正确．
•( )
图1－2－2
• A．随距离的减小而增大 • B．随距离的减小而减小 • C．随电荷量的减小而增大 • D．随电荷量的减小而减小
• 答案 A
• 解析 丝线与竖直方向的夹角增大说明电 荷间的作用力增大，在该题中A、B的电荷 量不变，随着A、B间距离的减小电荷间的 作用力增大，表明电荷间的作用力随距离 的减小而增大，选项A正确．
• 3．两个点电荷间的库仑力遵从牛顿第三定 律，不管两带电体带电量大小如何，它们 之间的库仑力大小总是相等的．
• 【例2】 (单选)(2013·江苏水平测试)如图 1－2－2所示，小球A固定在绝缘支架上， 小球B用丝线悬挂，两小球均带有正电 荷．现将A向右移近B，观察到丝线与竖直 方向的夹角增大， 这表明电荷间的作用力
2．表达式：F＝kQr12Q2，其中 k 静电力常量，在国际单位制中， k＝9.0×109 N·m2/C2.
3．适用条件：(1)真空中；(2)静止的点电荷．
• 4．点电荷
• (1)定义：当带电体间的距离远大于它们 的大小，以至带电体的 形状 、 大小 可以 忽略不计时，可以认为带电体所带的电荷 量集中在一个“点”上，这样的带电体称 为点电荷．
• (2)点电荷是一种 理想化 的模型．
想一想： 有一位同学由库仑定律的表达式 F＝kQr12Q2得到当 r→0 时，静 电力 F→∞.这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确．从数学角度分析这是必然的结论，但从物理的 角度分析，这一结论是错误的，其原因是：当 r→0 时，两电荷 已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小 和形状，根本不会出现 r＝0 的情况，也就是说，在 r→0 时不 能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．