中小学教育资源及组卷应用平台 9.2 库仑定律 1.通过演示实验,定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系。 2.明确点电荷是个理想模型,知道带电体简化为点电荷的条件。 3.了解库仑扭秤实验。 4.掌握库仑定律的文字表达及公式表达。 知识点一 电荷之间的作用力 1．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。 (2)公式：F＝k，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫作静电力常量。 (3)适用条件：①真空； ②静止点电荷。 2．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、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。 【温馨提示】点电荷是一种理想化模型，是特殊的带电体，实际中并不存在。 知识点二 库仑扭秤实验 1．实验装置：库仑扭秤(如图所示)。 2．实验技巧 (1)将微小量放大———通过悬丝扭转的角度比较库仑力的大小。 (2)电荷量的确定———库仑运用把一个带电小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半的方法，把带电小球的电荷量q分为、、、…，巧妙地解决了当时小球带电荷量不能测量的问题。 3．实验方法：控制变量法、微小量放大法。 4．实验步骤 (1)保持A和C的电荷量不变，改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r之间的关系。 (2)保持A和C之间的距离不变，改变A和C的电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与电荷量q之间的关系。 5．实验结论 (1)两小球上的电荷量不变时，力F与距离r的二次方成反比，F∝。 (2)两小球间的距离不变时，力F与电荷量q1和q2的乘积成正比，F∝q1q2。 (3)综合结论：F∝或F＝k。 知识点三 静电力计算 1．两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。 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。 【方法归纳】 1．静电力的叠加 (1)两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。这个结论通常叫作静电力叠加原理。 (2)静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现。 (3)静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图所示。 2．库仑力作用下的平衡问题 (1)分析静电力作用下点电荷平衡问题的步骤 ①确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”。 ②对研究对象进行受力分析，此时多了静电力(F＝k)。 ③建立坐标系。 ④根据F合＝0列方程，若采用正交分解，则有Fx＝0，Fy＝0。 ⑤求解方程。 3．库仑力作用下的非平衡问题 分析库仑力作用下的带电体的非平衡问题，其方法与分析力学问题的方法相同，首先分析带电体受到的所有作用力，再依据牛顿第二定律F合＝ma进行求解。对相互作用的系统，要注意灵活使用整体法与隔离法，并首先选用守恒的观点从能量的角度分析。 下列说法正确的是（ ） A．点电荷类似于力学中的质点，也是一种理想化模型 B．氢原子核与电子之间的静电力小于二者之间的万有引力 C．类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用，类比也是严格的推理，不需要实践的检验 D．根据库仑定律，两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×1019N 真空中有两个静止的点电荷qA、qB，若它们之间的距离变为原来的，电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的（ ） A．1倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 两个完全相同的带电金属小球，相距为R（R远大于小球半径），其中一个球的电荷量是另一个的5倍， ... ...
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