第二节《电荷的相互作用、库仑定律》ppt

k 9.0109 N m2 / C2
（二）、库仑定律的表达式
F
k
q1q2 r2
式中的k是比例系数，叫做静电常量。
k 9.0109 N m2 / C2
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。 方向： 在两点电荷的连线上，
同种电荷相斥，异种电荷相吸。
F库 2.31039 F引
思考二：多个因素影响的时候， 我们一般会采用什么方法进行 研究？
大胆猜想影响电荷间相互作 用力的因素
1.可能跟电荷电量有关
2.可能与两个电荷间的距 离有关
O是一个带正电的物体。把系在绝 缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、 P2、P3位置，比较相同的小球在不同位 置所受带电体的作用力的大小
实验表明： 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的
第一章 静电场
第二节 库仑定律
复习回顾
同种电荷之间存在斥力 异种电荷之间存在引力
甲
探究起航
乙
丙
电荷之间作用力的大小 决定于哪些因素呢？
请同学们思考：
1、一个放在北京的电荷和一个放在南京的电荷之间的作用力是否可以忽略？ 2、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互靠近，电荷之间的作用力与 思考1中的力相比较，哪个大？
电量均分
AC
Q
A
Q 2
A
Q 2
C
Q 2
D
QA 4
条件：完全相同的小球
结论：
1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反q2的乘积成正比 F∝q1q2
F
∝
1 r2
F Q Q 12
综合结论:
F

QQ 12 r2
F

k
Q1Q2 r2

互作用力越大。
定性实验表明：两个点电荷间
的相互作用力大小， 跟它们的带
电量有关，跟它们的距离有关。
库仑定律
法国物理学家库仑于1785年通过扭秤实验，定量研究了电
荷间的相互作用力规律——库仑定律。
C否．相9等00，F它1们.之文间D的字．库无仑叙法力确大述定小一:真定相空等 中两个静止点电荷间的相互作用力跟它
现将它们碰一下后，放在两球心间相距3 cm处，则它
们的相互作用力大小变为：
[]
D
A．3000F
B．1200F
C．900F
D．无法确定
奇怪吗？
可爱吗？
它们之间的静电力为F0。如果让它们各自的电荷量都增大为3q, 且它们之间的静电力将变为原来的多少倍？
解： 两电荷原来的静电力
两电荷现在的静电力
q2 F0 k r 2
Fk(3q)2 3kq2
(3r)2
r2
可见，
F 3F0
4．对库仑定律的理解和应用，下列认识正确的
是：
[]
C
A.公式适用于计算任何两个带电体之间的相互
荷间的相互B作.用点力电规律荷——自库身仑定不律。一定很小，所带电荷不一定很少
相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是
文字叙述:C真空．中体两个积静止小点于电荷1间m的相m互3作的用力带跟电它 体就是点电荷
作用力的方向在它们的连线上。
的相互作用D力.体大小积，大跟它的们带的带电体，只要满足一定条件，也可以看成点电荷
作用力的方向在它们的连线上。
2.数学表式: 由
可知，当r→0时，F→∞
以看作一个带电荷的点，叫做点电荷。
定性实验表明：两个点电荷间
带电体是有大小，上面的电荷分布也可能是不均匀的。

3
探究两个带电小球之间的相互作用
研究方法： 控制变量法
演示
实验说明：电荷之间的作用力 〔1〕随电荷量的减少而减少; 〔2〕随距离的增大而减少 .
2. 库仑定律
4
1、带电体间作用力小，如何测定带电体 间作用力的数量关系？
2、没有电量的单位，怎样确定电量的数 量关系？
3、带电体上电荷分布不清楚，如何测定 库仑〔〕法国物理学家 电荷间的距离？
〔1〕C 球的电性和电量；〔2〕F 的大小。
3. 库仑定律习题课
3. 动力学问题 18
变式. 如下图，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小 球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电荷，电荷量 均为q。现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使 三小球在运动过程中保持间距r不变，求： (1)C球的电性和电荷量； (2)水平力F的大小。
变式：假设B球带电量为-9Q，原题三问结果如何？
3. 库仑定律习题课
15
2. 平衡问题
2. 如下图，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的
正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而
相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质
点的电荷量逐渐减少，在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉
3. 库仑定律习题课
2. 平衡问题
14
1. 有两个带电小球A、B，电荷量分别为＋Q和＋9Q. 在真空中
相距0.4 m．如果引入第三个带电小球C，正好使三个小球都处
于平衡状态．求：
(1)第三个小球带的是哪种电荷？ (2)应放在什么地方？ (3)电荷量是Q的多少倍？
经验结论： 两大夹小〔电量〕 两同夹异〔电性〕 近小远大〔距离〕

2．库仑定律的适用范围：(1)___真__空__中_；(2)___点__电__荷__．
静电力与万有引力的比较：它们分别遵从库仑定律 F ＝ k—qr1—2q2与万有引力定律 F＝G mr1m2 2.
(1)相同点． ①两种力都是平方反比定律． ②两种力都有与作用力有关的物理量(电荷量或质量)的乘 积，且都与此乘积成正比． ③两种力的方向都在两物体的连线上．
第二节 点电荷间的相互作用
1．当带电体的大小和形状可以忽略时，该带电体可 以看做_点__电__荷___，类似于力学中的质点．
2．真空中两个点电荷之间的相互作用力，与它们之间 所带电荷量的乘积成____正__比__，与它们之间的距离的二次 方成_____反__比_，作用力的方向在它们的连线上．
3．库仑定律的表达式为F＝___k_q_r1q_2 2__. 4．静电力常量k＝__9_._0_×__1_0_9 _N_·_m_2_/C__2.
1．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，这 样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响．
2．带电体能看成点电荷的两种情况 (1)带电体自身的大小比点电荷之间的距离小得多； (2)带电体的大小对电荷间相互作用的影响可以忽略不计． 3．特殊带电体：电荷均匀分布的球体，可认为是电荷集中 在球心的点电荷．
8 倍．
答案：C
【例 1】关于点电荷的说法，正确的是( ) A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力
的影响可以忽略，这两个带电体可看成点电荷 D．一切带电体都可以看成点电荷