1、第2节 库仑定律,小,一、探究影响电荷间相互作用力的因素,大,增大,减小,电荷,二、库仑定律 1.静电力： 间的相互作用力叫静电力，也叫库仑力。 2.点电荷的特点(1)带电体间的距离比它们自身的大小 ；(2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷之间的 的影响可以忽略。,大很多,作用力,点电荷,3.内容,乘积,二次方,连线,9.9109 Nm2/C2,4.表达式：F ，式中k叫做静电力常量，k 。 5.静电力的叠加 (1)两个点电荷间的作用力 因第三个点电荷的存在而有所改变。 (2)两个或者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 。,不会,矢量和,思维拓展(
2、1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看做点电荷吗？(2)点电荷就是元电荷吗？答案 (1)不是。一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，与体积大小和电荷量大小无关。(2)不是。点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷是最小电荷量。,对点电荷的理解,要点归纳,1.点电荷是理想化模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 2.带电体看成点电荷的条件如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。,3.元电荷与点电荷(1)元
3、电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位。(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍。,精典示例 例1 下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷,解析 能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状。能否把一个带电体看做点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定。若它的体积和
4、形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷，带电体的电荷也不能看成全部集中于球心的点电荷，故选项C正确。 答案 C,针对训练1 (多选)关于点电荷，下列说法中正确的是( )A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B.点电荷是一种理想模型C.点电荷的最小带电量等于元电荷D.球形带电体都可以看作点电荷解析 点电荷是一种物理模型，实际中并不存在，B正确；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的大小和形状，而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，若可以忽略不计，则它就可以看作点电荷，否则就不能看作点电荷，A、D错误；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，C正确。答案 BC,库仑定律的理解与应用
5、,要点归纳,1.静电力的确定方法(1)大小计算：利用库仑定律计算静电力大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。 2.库仑定律的两个应用(1)计算在真空中两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。,图1,精典示例 例2 甲、乙两导体球，甲球带有4.81016 C的正电荷，乙球带有3.21016 C的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm。(结果保留三位有效数字)(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？
6、是斥力还是引力？(3)如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？,答案 (1)1.381019 N 引力 (2)不能 斥力 (3)5.761021 N 斥力,(1)库仑定律适用于点电荷间的相互作用，当r0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用。 (2)两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大。,答案 B,库仑力的叠加,要点归纳,当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力。这就是库仑力的叠加原理。,精典示例 例3 如图2所示，在A、
7、B两点分别放置点电荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m。如果有一个电子在C点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？,图2,答案 8.01021 N 方向平行于AB向左,针对训练3 在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图3所示。现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为( ),图3,答案 D,静电力作用下的平衡问题,图4,答案 B,例5 如图5所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量
8、分别为4Q和Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是( ),图5,答案 C,三电荷平衡模型 (1)模型构建 三个点电荷共线。 三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力。 任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，方向相反，为一对平衡力。,(2)模型规律 “三点共线”三个点电荷分布在同一直线上。 “两同夹异”正负电荷相互间隔。 “两大夹小”中间电荷的电荷量最小。 “近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。,针对训练4 (多选)如图6，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用
9、下处于静止状态，则以下判断正确的是( ),图6,A.a对b的静电力一定是引力 B.a对b的静电力可能是斥力 C.a的电荷量可能比b的少 D.a的电荷量一定比b的多,解析 根据三电荷平衡问题“两同夹异”的特点，a、b带有异种电荷，它们之间一定是引力，A正确，B错误；根据“两大夹小”的特点，b球带电荷量最少，C错误，D正确。 答案 AD,1.(点电荷的理解)下列说法正确的是( )A.点电荷是客观存在的，任何带电体在任何情况下都可看成点电荷B.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体,D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,解析 点电
10、荷是一种理想化模型，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计。因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，所以本题D正确。 答案 D,2.(库仑定律的理解)两个完全相同的金属小球A、B(均可视为点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两小球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个不带电的相同金属小球先后与A、B两小球接触后移开。这时A、B两小球之间的相互作用力的大小是( ),答案 A,3. (库仑力的叠加)如图7所示，两个点电荷，电荷量分别为q14109 C 和q29109 C，两者分别固定在相
11、距20 cm 的a、b两点上，有一个点电荷q放在a、b所在直线上，且静止不动，该点电荷所处的位置是何处( ),图7,A.a的左侧40 cm B.a、b的中点 C.b的右侧40 cm D.无法确定,答案 A,4.(“三点共线”模型)(2017金华高二检测)如图8所示三个点电荷q1、q2、q3在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的两倍，每个点电荷所受静电力的合力为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1q2q3为( ),图8,A.(9)4(36) B.9436 C.(3)2(6) D.326,答案 A,5.(静电力的平衡问题) (2017西安高二检测)把质量为m的带负电小球A，用绝缘细绳悬挂，若将带电荷量为Q的带正电球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成角。试求：,图9,(1)A球受到的绳子拉力多大？ (2)A球带电荷量是多少？,解析 (1)带负电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，受力如图。,
