第九章 2　库仑定律.docxVIP

2　库仑定律 [学习目标]　1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件.3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算. 一、电荷之间的作用力 1.实验探究：利用如图1所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素. 图1 实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小. 2.库仑定律 (1)点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷. (2)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.这个规律叫作库仑定律.这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力. ②公式：F＝keq \f(q1q2,r2)，其中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量. ③适用条件：a.在真空中；b.静止点电荷. 二、库仑的实验 1.库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比. 2.库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球，一个带电，一个不带电，互相接触后，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比. 三、静电力计算 1.微观粒子间的万有引力远小于库仑力.在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略. 2.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和. 1.判断下列说法的正误. (1)探究电荷之间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法.(　√　) (2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.(　×　) (3)两点电荷所带的电荷量越大，它们间的静电力就越大.(　×　) (4)两点电荷所带的电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大.(　√　) (5)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力.(　×　) 2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为F.若它们的带电荷量都增加为原来的2倍，距离增大1倍，它们之间的相互作用力变为(　　) A.eq \f(F,4) B.eq \f(F,2) C.F D.2F 答案　C 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、对点电荷的理解 1.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在. 2.带电体能否看成点电荷视具体问题而定.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷. (2021·安徽田家炳中学、蚌埠五中期中联考)下列对点电荷的理解正确的是(　　) A.体积很大的带电体都不能看作点电荷 B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷 C.只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷 D.当两个带电体的形状和大小对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷 答案　D 解析　带电体能否看作点电荷是由所研究问题的性质决定的，与自身大小、形状无直接关系，故A、B、C错误；当两个带电体的形状和大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体均可看作点电荷，故D正确. 针对训练1　(2021·新泰市二中高一期中)关于元电荷和点电荷的说法正确的是(　　) A.元电荷就是点电荷 B.质子就是元电荷 C.点电荷一定是电荷量很小的电荷 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 答案　D 解析　元电荷是最小的电荷量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理概念，故A错误；元电荷是最小的电荷量，不是质子，故B错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，带电体能不能看作点电荷，不是看带电体的体积大小和电荷量大小，而是看带电体的大小相对于带电体间的距离能不能忽略不计，即两个带电体的大小和形状对它们之间相互作用力的影响能不能忽略不计，所以即使体积很大的带电体也可能看作点电荷，即使是电荷量很小的电荷也不一定能看作点电荷，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，故C错误，D正确. 二、库仑定律的理解和应用 导学探究　 如图2所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带等量正电的相同的小球，先后挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同.此实验得出的结论是什么？ 图2 答案　电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关，距离越大，静电力越小. 知识深化 1.库仑定律的理解 (1)公式：F＝keq \f(q1q2,r2) (2)适用条件 ①真空中的静止点电荷 ②均匀带电球体 注意：r→0时，带电体不