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第二节 库仑定律
第九章 静电场及其应用
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？
电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？
猜想：
如何简化影响因素？
电荷量
距离
介质
形状大小
电荷分布
……
真空
如何忽略形状、大小、电荷分布带来的影响？
q1、q2
r
回想：
忽略形状、大小简.化为一个有质量的点——质点
类比
忽略形状、大小、电荷分布简化为一个带电的点——点电荷
当带电体之间的距离比自身的大小大得多，以致形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫做点电荷。
点电荷
点电荷
类比
忽略形状、大小、电荷分布简化为一个带电的点——点电荷
当带电体之间的距离比自身的大小大得多，以致形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫做点电荷。
点电荷
理想化模型
控制变量法
（1）电荷量 q 不变，改变距离
（2）距离 r 不变，改变电荷量
当有多个因素影响的时候，采用什么方法研究？
实验：探究电荷间的作用力
结论：
①电荷量不变，距离增加，作用力减小
控制变量法
实验：探究电荷间的作用力
结论：
②距离不变，电荷量减小，作用力减小
控制变量法
实验：探究电荷间的作用力
结论：
①电荷量不变，距离增加，作用力减小
②距离不变，电荷量减小，作用力减小
如何进行定量计算呢？
控制变量法
定性分析
库仑扭秤实验
实验原理
①控制变量法
②放大法
实验方法：
在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变 A 球 和 C 球 的电荷量呢？
C
D
A
A
C
A
A
D
实验原理：
电荷均分原理
条件：大小、形状、材料完全相同的小球
库仑扭秤实验
实验步骤
探究F 与 r 的关系：
①把另一个带电小球C 插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小
②改变A 和 C 之间的距离 r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出 F 与 r 的关系
1
当电荷量不变时，F 与距离 r 的二次方成反比
库仑扭秤实验
实验步骤
探究F 与 q 的关系：
③改变A 和 C 的电荷量 q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出 F 与q1、q2的关系
2
当距离不变时，F 与 q1q2 的乘积成正比
库仑扭秤实验
实验结论
当电荷量不变时，F 与距离 r 的二次方成反比
1
当距离不变时，F 与 q1q2 的乘积成正比
2
电荷之间的作用力 F 与 q1 和 q2 的乘积成正比
与距离 r 的二次方成反比
库仑定律
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。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
表达式：
静电力常量：k =9×109N· m2/C2
点电荷间距离
适用条件：
①真空中
②静止点电荷
静电力（库仑力）的方向：在两点电荷的连线上
如下是某同学根据推导：
他的推导正确吗？为什么？
r →0时，两个带电体已经不能看作点电荷，库仑定律不再适用。
不正确
例题1.在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10-11 m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
根据库仑定律，它们之间的静电力为：
根据万有引力定律，它们之间的万有引力为：
氢原子核和电子之间的静电力远大于万有引力，研究微观粒子的相互作用时，经常忽略万有引力。
q1=1.60×10-19 C m1=1.67×10-27 kg
q2=1.60×10-19 C m2=9.1×10-31 kg
解：
定律 公式 适用范围 共同点 不同点 影响大小的因素
库仑定律 点电荷 ①都与距离的平方成反比 ②都有一个常数 有引力， 也有斥力 Q1、Q2、r
万有引力 定律 质点 只有引力 M、m、r
库仑定律与万有引力定律的比较
例题3.真空中三个带正电的点电荷，它们固定在边长为 50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是 2.0×10-6 C，求它们各自所受的静电力。
解：每个点电荷都受其他两个点电荷的斥力，且：q1 = q2= q3 = q
所以：
点电荷q3所受合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。
根据库仑定律，两个电荷量为 1C 的点电荷在真空中相距 1m 时，相互作用力是 9.0×109N。差不多相当于一百万吨的物体所受的重力！
一把梳子和衣袖摩擦后所带的电荷量不到百万分之一库仑，但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达几百库仑。
A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷
C．当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷
D．一切带电体都可以看成是点电荷
C
1.下面关于点电荷的说法正确的是(　　 )
2.关于库仑定律，下列说法中正确的是( )
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B．根据 ,当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C．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
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律
D
3、真空中有两个点电荷，所带电量分别为 和 相距2cm，求它们之间的互作用力，是引力还是斥力。
感谢聆听~

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