1.2 库仑定律

[特别提醒] (1)从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电 荷． (2)带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况．
[例 1] 下面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是点电荷 C．当两个带电体的大小、形状等因素对它们相互作用力的影响可忽略时， 这两个带电体可看成点电荷 D．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
第一章 静电场
2 库仑定律
18世纪中叶以后，在已认识同种电荷相斥，异种电荷相吸基 础上，不少学者对电荷间的相互作用力规律进行了猜测和实验探索.
牛顿力学取得很大的成功，当时的电学家米谢尔、普里斯特 利、卡文迪许和库仑等人类比引力定律猜测电力亦遵循平方反比定 律.
法国科学家库仑通过扭力称实验给予平方反比律严格的实验 基础.库仑以其精妙的实验技巧和对物理学的贡献名垂科学史.
(1)两小球电性相同：相互接触时两小球电荷量平分，每个小球带的电荷量 为7q2＋q＝4q，放回原处后相互作用力大小为 F1＝k4qr·24q＝k16r2q2，故FF1＝176. (2)两小球电性不同：相互接触时电荷量先中和后平分，每个小球带的电荷 量为7q－ 2 q＝3q，放回原处后相互作用力大小为 F2＝k3qr·23q＝k9rq22，故FF2＝97. 所以选项 C、D 正确． 答案：CD
约1750年，德国柏林科学院院士爱皮努斯发现两带电体之间的距 离缩短时，两者之间的吸引力或排斥力明显增加，但没有继续研究下去.
大约1760年，丹尼尔·伯努利从牛顿力学自然观出发，猜测电力跟 万有引力一样，服从平方反比定律.其想法具有一定的代表性，引力平方 反比定律早已确立，对人们的自然观具有深刻的影响。

如图，A、B两个相同的小球，半径为 r=2cm，球心相距d=10cm，Q1=2×106C，Q2=-10-6C。他们之间的库仑力F？ 思考下面解法对吗？ 6 6 Q1Q2 9 2 10 10 F k 2 9.0 10 1.8 N 2 r (0.1) 如若d=100cm，F=？
2、库仑定律
探究影响电荷间相互作用力的因素
库仑定律

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，跟它们之间的距 离的二次方成反比；作 用力的方向在它们的连 线上，同号电荷相斥， 异号电荷相吸。
库仑定律注意事项

适用条件：真空中的点电荷 点电荷：理想化的物理模型

库仑定律注意事项
若把两球接触后再放至100cm 的地方，F=？

两个点电荷QA=+4Q，QB=+Q，均 固定，他们相距r，若一电荷q放于何 处才能平衡？
若改为QA=+4Q，QB=－Q，均固定， 他们相距r，若一电荷q放于何处才能 平衡？ 若把1中的q改为-2q呢?

若改为QA=+4Q，QB=－Q，均可
以自由运动，他们相距r，若一电 荷q放于何处才能平衡？且q的带电 量为多少？

1、对于库仑定律，下面说算真空中两个点电荷间的相互作用力， Q1Q2 就可以使用公式 F k 2 r B、两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑 定律 C、相互作用的两个点电荷，不论他们的电荷量 是否相同，它们之间的库伦力大小一定相等 D、当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决 于他们各自所带的电荷量
Q1Q2 F k 2 r
式子中各个物理量的含义： k是一个常量——静电力常量 k=9.0×109N· m2/C2。 F、Q1、Q2、r 选用单位： 电荷—库仑（C）力—N，距离—m 常量k—N· m2/C2

二、库仑定律
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。
F
k
q1q2 r2
其中K叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
适用范围：1.真空中； 2.点电荷
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力
三、库仑定律说明
r
（1）适用范围：
B ． F1 ＜ F2 D．无法判断
通往清华北大的路 是用卷子铺出来的
（4）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同 时它也具有力的一切性质（独立性、合成和分解时遵守 平行四边形定则，相互作用力）；
库仑扭秤实验
四、点电荷
1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之 间的距离．带电体本身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来 说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨 论而引进的一个理想化的模型。 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这 个概念与力学中的“质点”类似。
1.2 库仑定律
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相 互作用，那么电荷之间 相互作用力的大小决定 于那些因素呢？
猜想 ➢ 可能跟电荷电量有关 ➢ 可能与两个电荷间的距
离有关
一、探究影响电荷间 相互作用力的因素
2.探究影响电荷间相互作用的因素.exe
实验表明：电荷之间的作用力 ➢ 随电荷量的增大而增大 ➢ 随距离的增大而减少
五、相关题型
1.电中和类问题(q1 q2 F0 F)
➢ 等量同种 ➢ 等量异种 ➢ 不等量同种
F F0

CD
例题4
两个带同种电荷的相同金属小球(两球距 离远大于小球的直径）所带电量分别为 Q1，Q2，现让它们接触后再放回原处， 那么它们的相互作用与原来相比（ ） A. 可能变大 B. 可能变小 C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
AC
重点回顾


☆目标 1、理解库仑定律的内容，表达式，与力学分析方法相 结合的有关计算 2、学会控制变量的科学研究方法
引入一个比例系数（经过试验测得 k=9.0×109 N· /C² m²
例题1

已知氢核（质子）的质量是1.67×10-27kg， 电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们 之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原 子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。
要用到的知识： 元电荷e=1.6×10-19C G=6.67×10-11N·m²/kg² 库仑定律 F库=kq1q2/r2 万有引力定律 F万=Gm1m2/r2 结论：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电 粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。
例题2（本节重点为库仑定律与力学的相结合）
B 质量关系确定，电荷关系无法确定，因为库仑力相等
第一章 静电场
2库仑定律
本节重点


☆目标 1、理解库仑定律的内容，表达式，与力学分析方法相 结合的有关计算 2、学会控制变量的科学研究方法
☆重点 库仑定律及其应用 ☆难点 库仑定律的应用及结合力学知识的综合应用


上节复习


☆使物体带电的三种方法？ 1、摩擦起电 2、感应起电 3、接触带电 ☆用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡 胶棒各带哪种电荷？特点？ 正电荷 负电荷 ☆元电荷数值为多少？比荷？ e=1.60×10-19 C e/me=1.76×1011 C/kg