第二节 探究静电力 [学习目标] 1.了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的实验过程.2.知道点电荷的概念.3.理解库仑定律的内容、公式及适用条件，会用库仑定律进行有关的计算.4.了解库仑扭秤实验． 一、点电荷 电荷间的相互作用力 [导学探究] 什么是点电荷？实际带电体看成点电荷的条件是什么？ 答案 点电荷是用来代替带电体的点，当带电体的形状、大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷． [知识梳理] 1．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体上的电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷． 2．说明 (1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，是一种科学抽象，类似于力学中的质点，实际中并不存在． (2)带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的形状、大小与距离相比能否忽略．即将带电体看做点电荷的前提条件是带电体间的距离远大于带电体本身的尺寸． 3．正确区分点电荷与元电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，是电荷量的最小值，没有正、负之分． (2)点电荷只是不考虑大小和形状的带电体，其带电荷量可以很大，也可以很小，但一定是元电荷的整数倍． 二、库仑定律 [导学探究] 图1中，A为一固定的导体小球，B、C为相同的轻质导体小球，三球带同种电荷． 图1 (1)B与C电荷量相同，AB间距离小于AC间的距离，观察B、C的偏角，思考A与B、C之间的作用力与距离r有什么关系？ (2)移去C，只观察B的偏角情况，当B球的电荷量增大时，A、B间的作用力如何变化？ (3)综合以上两种情况，你的结论是什么？ 答案 (1)B的偏角较大，则A与B间的作用力大，说明A与B、C间的作用力随电荷间距离的增大而减小． (2)B球的电荷量增大时，偏角变大，说明A、B间的作用力变大． (3)电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着电荷间距离的增大而减小． [知识梳理] 1．点电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间距离的增大而减小． 2．库仑定律 (1)内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间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＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量． (3)适用条件：a.在真空中；b.点电荷． [即学即用] 1．判断下列说法的正误． (1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须控制其他因素不变．( √ ) (2)小球所带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越大．( × ) (3)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷．( × ) (4)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．( √ ) (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．( × ) (6)根据库仑定律表达式F＝k，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞.( × ) 2．真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍，电荷量都增大为原来的2倍．它们之间静电力的大小变为原来的_____倍． 答案 一、库仑定律的理解与应用 1．库仑定律适用于点电荷间的相互作用，当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用． 2．两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变，即电荷的分布会发生改变．若带同种电荷时，如图2(a)，由于排斥而作用距离变大，此时F＜k(r为球心间距离)；若带异种电荷时，如图(b)，由于吸引而作用距离变小，此时F＞k. 图2 例1 甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C的正电荷，乙球带有3.2 ... ...
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