庫侖定律高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

第九章

靜電場及其應(yīng)用第2節(jié)

庫侖定律1.知道庫侖定律的內(nèi)容及適用條件。2.知道點電荷的概念，知道帶電體看成點電荷的條件。3.了解庫侖扭秤實驗。4.理解庫侖定律的表達(dá)式，并會計算點電荷間的靜電力。電荷之間存在“同性相斥，異性相吸”，那么電荷之間相互作用力會遵循什么樣規(guī)律呢？電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？猜想：電荷間的相互作用力可能跟電荷量、距離、大小、形狀、材料有關(guān)

通過本實驗可以看到，電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小。

電荷之間的作用力會不會與萬有引力具有相似的形式呢？也就是說，電荷之間的相互作用力，會不會與它們電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比？知識點一：電荷之間的作用力1.庫侖定律

真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。電荷間的這種作用力叫做靜電力或庫侖力。

那么，什么是點電荷呢？2.點電荷：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小、分布對它們之間的作用力可以忽略不計時，這樣的帶電體就可以看做帶電的電，叫做點電荷（1）性質(zhì)：（2）條件：類似于力學(xué)的質(zhì)點，也是一種理想化模型。形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計。注意：一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其形狀和大小確定。

思考：

兩個靠近的帶電球體，是否可以看做是集中在球心位置的點電荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++因為電荷間的作用力，電荷并不能均勻的分布在球體上，所以不可以。同種電荷異種電荷知識點二：庫侖的實驗實驗裝置平衡小球B細(xì)銀絲帶電小球C帶電小球A刻度盤與指針實驗原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對應(yīng)關(guān)系.實驗方法：控制變量法①裝置如圖：細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個小球A，另一端通過物體B使絕緣棒平衡，懸絲處于自然狀態(tài)。②把另一個帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而使A與C帶同種電荷。③將C和A分開，再使C靠近A，A和C之間的作用力使A遠(yuǎn)離。扭轉(zhuǎn)懸絲，使A回到初始位置并靜止，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。④保持A、C的電量不變，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，就可以找到力F與距離r的關(guān)系。實驗步驟：（1）探究F與r的關(guān)系①使一個帶電金屬小球與另一個不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為······

②保持A、C的距離不變，通過上述方法改變A、C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出F與q1、q2的關(guān)系。（2）探究F與q的關(guān)系1.當(dāng)電量不變時，F(xiàn)與距離r的二次方成反比F∝1/r22.當(dāng)之間距離不變時，F(xiàn)與、的乘積成正比結(jié)論：知識點三：靜電力計算1C1C1m代入數(shù)據(jù)：庫侖是一個非常大的電荷量單位100萬噸mg只有百萬分之一庫倫可達(dá)幾百庫侖1.庫侖定律與萬有引力的對比【例題1】在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。分析氫原子核與質(zhì)子所帶的電荷量相同，是1.6×10-19C。電子帶負(fù)電，所帶的電荷量也是1.6×10-19C。質(zhì)子質(zhì)量為1.67×10-27kg，電子質(zhì)量為9.1×10-31kg。根據(jù)庫侖定律和萬有引力定律就可以求解。

微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力。在研究微觀帶電粒子的相互作用時，可以把萬有引力忽略。萬有引力定律庫侖定律不同點只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯都是場力萬有引力場電場公式條件兩質(zhì)點之間兩點電荷之間（1）庫侖力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力，受力分析時要分別分析。（2）庫侖力和萬有引力表達(dá)式的相似性，揭示了大自然的和諧美和多樣美。2.靜電力的疊加（1）庫侖定律描述的是兩個點電荷之間的作用力。如果存在兩個以上點電荷，那么要對這個點電荷的作用力進行的矢量求和?！纠}2】真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是+2×10─6C,求它們所受的庫侖力。F1F2F3q1q2q3+++分析根據(jù)題意作圖（如右圖）。每個點電荷受到其他兩個點電荷的斥力，因此，只要求出一個點電荷（例如q3）所受的力即可。

（2）三個自由點電荷的平衡問題①“三點共線”——三個點電荷分布在同一直線上。②“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔。③“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小。④“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。1.關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是：()A.真正的點電荷是不存在的．B.點電荷是一種理想模型．C.足夠小的電荷就是點電荷．D.一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計ABD2.