第二节 库仑定律 [学习目标] 1.知道点电荷的概念,明确带电体可以看作点电荷的条件(重点)。2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件(重点)。3.理解静电力的概念,会用库仑定律进行有关计算(难点)。 一、点电荷 点电荷:如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离_____,那么在研究它与其他带电体的相互作用时,电荷在带电体上的具体分布情况可以_____,即可以把带电体抽象成一个点。这个_____称为点电荷。 1.带电体的体积很小,所带电量很小,就一定能将带电体看作点电荷吗?现实中存在点电荷吗? 2.带电体能看作点电荷的条件是什么? (1)点电荷的电量一定是1.6×10-19 C。( ) (2)球状带电体一定可以看成点电荷。( ) (3)点电荷就是元电荷。( ) (4)一个带电体能否看成点电荷应视具体情况而定。( ) (5)同一个带电体有时可以看作点电荷,有时则不能看成点电荷。( ) 二、影响静电力的因素和库仑定律 如图,带正电的带电体C置于铁架台旁。 (1)把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3位置,发现摆线偏角减小,此现象说明什么? (2)在P1位置,增大小球所带电荷量发现小球摆线偏角增大,说明什么? (3)通过以上探究总结电荷之间作用力的大小与哪些因素有关? 库仑定律 (1)扭秤实验 ①实验结果发现,在保持两个带电体的电荷量不变时,它们之间静电力的大小与它们之间距离的_____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带电体接触后电荷量平分的方法,发现保持两个带电体间的距离不变时,F与q1和q2的_____成正比。 ③库仑扭秤实验用到_____和_____的实验方法。 (2)库仑定律 ①内容:在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,其大小与它们的电量q1、q2的乘积成_____,与它们之间距离r的_____成反比,作用力的方向在_____。这种电荷之间的相互作用力称为_____或_____。 ②公式:F=_____,其中k=_____ N·m2/C2,叫作静电力常量。 ③适用条件:a._____;b._____。 1.当两个电荷之间的距离r→0时,能否根据F=k推出两电荷之间的库仑力F→∞? 2.两个半径为r的金属球,球心间距离为3r,现使两球带上等量同种电荷q,它们之间的库仑力F=k,对吗?若使两球带上等量异种电荷,库仑力为F=k,对吗? (1)两电荷的电荷量越大,它们之间的静电力就越大。( ) (2)两点电荷之间的作用力是相互的,其方向相反,但电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大。( ) 例1 (2024·广州市高二期末)两个分别带有电荷量-3Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为( ) A.F B.F C.F D.15F 例2 如图所示,在一条直线上的三点分别放置QA=+3×10-9 C、QB=-4×10-9 C、QC=+3×10-9 C的A、B、C点电荷,求作用在点电荷A上的库仑力的大小。 三、静电力的计算 如图所示,真空中有三个带正电的点电荷A、B、C,它们固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上,电荷量都是Q,则点电荷C所受的静电力多大?方向如何? 1.微观带电粒子间的万有引力_____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。 2.两点电荷间的库仑力与周围是否存在其他电荷_____(填“有关”或“无关” )。 3.两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_____。 4.任何一个带电体都可以看成是由许多_____组成的,如果知道带电体上的电荷分布,根据_____就可以求出带电体之间的静电力的大小和方向。 例3 (2024·梅州市高二月考)真空中正三角形ABC的三个顶点上分别放有电荷量相等、电性不同的点电荷,A、C两点为正电荷,B为负电荷,如图所示,C处点电 ... ...
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