2 库 仑 定 律 一、探究影响电荷间相互作用力的因素 【情境思考】 用控制变量法探究电荷间相互作用力的大小。 问题1:小球带电量一定时,丝线偏离竖直方向的角度与距离有什么关系? 问题2:小球处于同一位置时,丝线偏离竖直方向的角度与小球带电量有什么关系? 提示:1.小球距A越远,丝线偏离竖直方向的角度越小。 2.小球带电量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大。 2.小球带电量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大。 1.实验现象: (1)小球带电量一定时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度_____。 (2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度 _____。 2.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而_____,随着距离的增大而 _____。 越小 越大 增大 减小 二、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 _____,与它们的距离的_____成反比,作用力的方向在_____。 2.公式:F=_____,其中k=_____ N·m2/C2,叫作静电力常量。 3.适用条件: (1)_____; (2)_____。 正比 二次方 它们的连线上 9.0×109 在真空中 静止点电荷 【易错辨析】 (1)点电荷就是很小的带电体。 ( ) (2)体积和带电量都很小的带电体才是点电荷。 ( ) (3)体积较大的物体有时也能看作点电荷。 ( ) (4)一个带电体能否看成点电荷,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。 ( ) (5)球形带电体都能看作点电荷。 ( ) × × √ √ × 三、库仑的实验 (1)库仑扭秤实验是通过悬丝_____比较静电力F大小的。实验结果发 现静电力F与距离r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_____的金属小球 _____,电荷量_____的方法,发现F与q1和q2的乘积成正比。 扭转的角度 平方 完全相同 接触 平分 知识点一 点电荷和库仑定律的含义及应用 1.点电荷的含义: (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,不能单凭它的大小和形状下结论。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。 2.库仑定律的含义及应用: (1)适用条件:库仑定律成立的条件是真空中两个静止点电荷间的相互作用力。但空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算。 (2)库仑力的性质:两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律,即两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力,不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大。 (3)库仑力的计算:用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入即可;力的方向再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引加以判别。 【问题探究】 (1)图(a)、图(b)中的带电体是否能够看成点电荷? 提示:因为带电体的半径相对于球心间的距离不能忽略,所以带电体不能看成点 电荷。 (2)若每个球的带电量均为q,两个球心间的距离为r,图(a)、图(b)中两个球间 的库仑力是否等于 ? 提示:不等于,图(a)中因为两个球所带电荷间的平均距离大于r,所以它们之间 的库仑力F< ,图(b)中两个球所带电荷间的平均距离小于r,所以它们之间 的库仑力F> 。 【典例示范】 【典例】如图所示,一个带正电的球体M放在绝缘支架上,把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1和P2处。当小球N静止时,丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出),则 ( ) A.小球N带正电,θ1>θ2 B.小球N带正电,θ1<θ2 C.小球N带负电,θ1>θ2 D.小球N带负电,θ1<θ2 【解析】选A。小球M与N相互排斥,M、N带同种电荷,M带正电,N也带正电,小球N 受重力mg,丝线的拉力,库仑力F,丝线与竖直方向的夹角为:tanθ= ,库仑 ... ...
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