物理高二第一学期(试用版)-第八章 B 库仑定律 课件

§1.2库仑定律


一、点电荷
带电体的形状和大小对相互作用力 的影响可以忽略不计时，这样的带电体 就可以看成带电的点，简称点电荷。


二、库仑定律
1、内容：真空中两个静止点电荷之间的 相互作用力的大小跟两个点电荷的电荷 量的乘积成正比，跟它们的距离的二次 方成反比．作用力的方向在两个点电荷 的连线上
q A qB FK r2
K q A qB r2 m gtg45 q A 2 103 (3 102 ) 2 9.0 109 4 108 0.5 108 C
qA =-5×10-9C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例2．如图所示，把质量为0.2克的带电 小球A用丝线吊起，若将带电量为 4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在 同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方 向夹角为45,求此时小球B受到库仑力？ 小球A带的电荷量qA ?
解：根据题给的条件，可知小球A处于平衡状 态，分析小球A受力情况如图，三个力的合 力为零。 F=mgtg45 =0.2×10-3×10×1 =2×10-3N。
实验演示

2、大小：
Q1Q2 F k 2 r

静电力常量k = 9.0×109N· 2/C2 m 方向：在两个点电荷的连线上，同性相斥，异 性相吸

3、适用条件：真空中的点电荷

三、库仑扭秤实验
实验演示1 实验演示2 实验演示3

例1．两个点电荷q1=1C、q2=1C，相 距r=1m，且静止于真空中，求它们间 的相互作用力，这个力相当于多少个质 量为50kg的人的重力？

3．任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．所 以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和 __平__行__四___边__形___定则就可以求出带电体间的静电力的大 小和方向．
例1 (2012·辽宁抚顺一中高二检测)关于点电荷，以下说法正确的是( ) A．足够小的电荷就是点电荷 B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形 状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
对 q1：kqx1q2 3－kqr1q2 2＝0 解上述两方程得：q3＝4q，x＝r。
[答案] (1)在q1的外侧距离为r处，对q3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
例 3 如图 3 所示，把质量为 0.2 g 的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电荷量为 4×10－8 C 的
小球 B 靠近它，当两小球在同一高度且相距
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷 量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷 量都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2 都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧。根据库仑 定律和平衡条件列式如下：对 q3：kqx3q21－kxq＋3qr22＝0
F＝mgtan 45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N. 题中小球 A、B 都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用 力大小 F＝kqAr·2qB F＝kqAr·2qB＝mgtan 45°， 所以 qA＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电均为 ＋Q，距离又变为原来的12，故库仑力大小为 F′＝kQ2r·Q2， 所以两球间库仑力的大小为43F，选项 C 正确．

FA
FB
k
Qe r2
9 109
21014 1.61019 (9102 )
N
3.21020 N
由平行四边形定则和几何知识得：
F FA FB 3.2 10 20 N
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方向平行于AB向左
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人 库教 仑版 定（ 律2p0p1t-9） 精高 讲一 课物 件理 1P必 PT-修精第品三课册件课（件实9用.2 版）库仑定律 18张ppt
3.如图3所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、 QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确 的是
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典例1：如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均
质小球，小球的半径为r，两球相距为R，那么它们之间库
伦力大小（ ）
A、等于
k
(2r
Q2 R)
2
B、大于
k
(2r
Q
2
R)
2
C、小于
k
(2r
A
B
结论四：电荷量比 等于距离比
FBC FAC
k
qB qc (r1 r2 )2
k
qAqc r12
ห้องสมุดไป่ตู้
qB qA
(r1 r2 )2 r12
qB qA
FAB FCB
k
qAqB r2 2
k
qC qB (r1 r2 )2
qC qA

(1)大小计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性 的正、负号代入公式，只代入 Q1、Q2 的绝对值即可。
(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 来判断。
4．多个点电荷的静电力叠加：对于两个以上的点电荷， 其中每一个点电荷所受的总的静电力等于其他点电荷分别单 独存在时对该电荷的作用力的矢量和。
5．库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特 性，与重力、弹力、摩擦力一样是一种“性质力”。同样具有 力的共性，例如两个点电荷之间的相互作用力也遵守牛顿第三 定律——大小相等、方向相反、作用在同一直线上。在实际应 用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，对物体的平衡或 运动起着独立的作用。
[特别提醒](1)库仑定律不但适用于静止电荷，也适用于运 动电荷。
(2)特点 ①带电体间的距离比它们自身的大小 大得多 ； ②带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的作用力 的影响可以忽略。
3．库仑定律
(1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力 F 的大小，
与它们的电荷量 Q1、Q2 的 乘积 成正比，与它们的距离 r 的 二次方成反比，作用力的方向在它们的 连线上。
题型1 库仑定律公式的简单应用
两个相同的金属小球，带电量之比为 1 ∶7，相
距为 r(r 远大于小球半径)，两者相互接触后再放回原来的位
置上，则它们间的库仑力可能为原来的( )
4
3
9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
16
A.7
B.7
C.7
D. 7
真空中甲、乙两个固定的点电荷，相互作用力为 F，若甲
的带电量变为原来的 2 倍，乙的带电量变为原来的 8 倍，要使
②通过带电金属小球与另一个不带电的相同金属球接 触，前者的电荷量分给 后者一半 的办法，改变带电小球 的电荷量，记录每次悬丝扭转的 角度 ，可得出力 F 与 q1 和 q2 的 乘积 成正比即 F∝q1q2