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第九章 静电场及其应用
9.2 库仑定律
必修三
【学习目标】
1.通过演示实验“探究影响电荷间相互作用力的因素”，得出库仑定律。
2.掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量．
3.会用库仑定律的公式进行有关的计算
【复习回顾】
同种电荷相互
异种电荷相互
排斥
吸引
【思考】
电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关？
一、探究影响电荷相互作用力的因素
【思考】
1.这个力的大小可以通过什么比较出来？
2.你认为这个力的大小跟哪些因素有关？
3.多个因素影响的时候，我么一般采用什么
方法研究问题？
通过定性的研究，我们得到
电荷间的作用力，随电荷电量的增大而增大，随距离的增大而减小
库仑
二、库仑的实验
【自主学习】
库仑扭秤实验与我们所学
的哪个实验非常相似
三、库仑定律
1.内容:真空中两个静止的点电荷间的相互作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2.表达式：
/
3.适用条件：真空中的点电荷
4.点电荷：当带电体的形状大小在研究问题中可以忽略不计时，带电体可以视为点电荷
【想一想】
什么情况下可以把物体视为质点？
质点实际存在吗？
三、库仑定律
说明：用库仑定律计算式，可以只带入电量的绝对值算出二者间库仑力的大小；方向可根据同斥异吸来确定
电荷间的作用力叫库仑力或静电力
三、库仑定律
【自我检测】
1.正误判断。
(1)点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体。 (　　)
答案:×
(2)点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是不存在的。 (　　)
答案:√
(3)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。 (　　)
答案:×
(4)两个电荷量分别为Q1、Q2的球体间的作用力在任
何情况下都可用公式 计算。 (　　)
答案:×
2.(多选)真空中,相隔一定距离的两个异种点电荷,它们之间相互作用的静电力为F。下列说法正确的是 (　　)
A.F是引力
B.F是斥力
C.若增大两电荷间的距离,则F减小
D.若两电荷间的距离r→0,则F→∞
答案:AC
答案:C
四、库仑定律的应用
例1.已知氢核的质量是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。
电子和质子的静电力远大于它们间万有引力。研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力。
例2.(多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,相距很远放置,其中一个球带的电荷量是另一个的5倍,它们之间的库仑力大小是F。现将两球接触后再放回原处,它们之间的库仑力大小可能为(　　)
A. B. C. D.
答案:BD
多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律，任一点电荷受到的总静电力等于其它点电荷单独存在时作有在该点电荷上的静电力的矢量和。
例3.真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求它们各自所受的库仑力
q1
q3
q2
F1
F2
F
三个点电荷的受力情况都相同，以q3为例
q3受到大小相同的库仑力F1和F2
方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外
变式1.如图所示,在A、B两点分别放置点电荷Q1=+2×10-14 C和Q2=-2×10-14 C,在AB的垂直平分线上有一点C,且B=AC=BC=6×10-2 m。如果有一个电子在C点,它所受到的库仑力的大小和方向如何
答案：A
例4：两个要自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图，A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则（ ）A. Q3为负电荷，且放于A左方 B. Q3为负电荷，且放于B右方C. Q3为正电荷，且放于A与B之间 D. Q3为正电荷，且放于B右方
小结：
1.两点电荷A、B固定，引入第三个点电荷C，使第三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间，且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上，且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
小结：
2.两点可自由移动的点电荷A、B固定，引入第三个点电荷C，使第三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间，且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C与A、B电性互异（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上，且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C的电性与靠近的电荷电性相反。
三个自由电荷的平衡条件是：
三点共线，两同夹异，两大夹小，远大近小
例5.两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带 的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带 和 的电量时，相互作用力为F2，则 (　　)
A.F1=F2 B.F1F2 D.无法判断
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若可视为质点，电荷均匀分布或者将电荷可视为在球心
答案:B
若带同种电荷，此题中不可视为点电荷。电荷不在均匀分布，同种电荷相斥，电荷将向两边移动
考虑：若为异种电荷，电荷将如何分布？
总结提升
一个定律：
一个公式：
一个模型：
一种物理实验方法

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