庫(kù)侖定律高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修三

第一章靜電場(chǎng)的描述第二節(jié)庫(kù)侖定律怎樣簡(jiǎn)化這些因素，方便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究？介質(zhì)?大小形狀？電荷分布？研究表明，帶電體之間的相互作用力除了與它們所帶的電量及相對(duì)位置有關(guān)，還與它們的形狀和大小有關(guān)，這大大增加了研究這一問(wèn)題的復(fù)雜性.一、點(diǎn)電荷電荷量q1?q2

?

距離r?√√真空能忽略其影響嗎？qqL=30rrr大小形狀電荷分布qqqqL=3rrr++++----點(diǎn)電荷建構(gòu)模型帶電體自身的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離點(diǎn)電荷是理想化的物理模型，只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際不存在。q1q2+P1C+FF二、影響靜電力的因素影響帶電體間相互作用力的因素有哪些？電荷量q1?q2

?距離r?實(shí)驗(yàn)探究方法控制變量法研究電荷量q不變，改變距離距離r不變，改變電荷量q1q2+P1C+FF結(jié)論電荷量q保持不變，距離r增大，F(xiàn)減小。距離r保持不變，電荷量q增大，F(xiàn)增大。三、庫(kù)侖定律遇到困難電荷量無(wú)法直接測(cè)量距離不便測(cè)量微小力不易測(cè)量平分電荷量放大微小力等倍改變距離庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)突破方法庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置A電子秤B游標(biāo)卡尺電荷量q不變，探究作用力F與距離r的關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)1作用力F與距離r2

的關(guān)系r2/10-2m21.0000.8100.6400.4900.3600.250F/10-4N0.880.981.271.762.353.23實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖像：作用力F與距離r的關(guān)系r/cm10.009.008.007.006.005.00M/g0.0090.0100.0130.0180.0240.033坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：r2

1/r2在誤差允許的范圍內(nèi)，電荷間相互作用力與兩帶電體間距離的平方成反比。距離r不變，探究作用力F與電荷量q的關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)2在誤差允許的范圍內(nèi)，電荷間相互作用力與兩帶電體電荷量乘積成正比。電荷之間的作用力F與距離r的二次方成反比；電荷之間的作用力F與q1和q2的乘積成正比；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.庫(kù)侖定律內(nèi)容真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)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。電荷間這種相互作用力叫做靜電力或庫(kù)侖力。比例系數(shù)k

叫做靜電力常量，國(guó)際單位制中，k=9.0×109N·m2/C22.表達(dá)式（1）適用條件：靜止點(diǎn)電荷真空中3.理解（2）相互作用力的方向

：在它們的連線上。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引（1）庫(kù)侖定律是電學(xué)發(fā)展史上的第一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)定律。4.意義放大思想轉(zhuǎn)化思想均分思想理想化模型思想（2）類比法在庫(kù)侖定律建立過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。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(wàn)有引力。分析：氫原子核與質(zhì)子所帶的電荷量相同，是1.60×10-19C。電子帶負(fù)電，所帶的電荷量也是1.60×10-19C。質(zhì)子質(zhì)量為1.67×10-27kg，電子質(zhì)量為9.1×10-31kg。解：根據(jù)庫(kù)侖定律，它們之間的靜電力和萬(wàn)有引力氫原子核和電子之間的靜電力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力。研究微觀粒子的相互作用時(shí)，經(jīng)常忽略萬(wàn)有引力。例題2.真空中有三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)為50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是2.0×10-6C，求它們各自所受的靜電力。q1q2q3F2FF1＋＋＋分析：q3共受F1和F2兩個(gè)力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離r

都相同。根據(jù)平行四邊形定則合力的方向?yàn)閝1與q2連線的垂直平分線向外。每個(gè)點(diǎn)電荷所受的靜電力大小相等，數(shù)值均為0