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静电力 库仑定律
1、库仑力（静电力）
静止的电荷间的相互作用
——库仑力（静电力）
电荷间的相互作用的强弱和什么有关？
库仑力的大小和什么有关？
研究方法
影响因素可能为:电荷量，两电荷间的距离，带电体形状 、大小，环境，质量等
简单着手研究思想
真空
点电荷
点电荷
带电体有时可
以看做点电荷
物体有时可
以看作质点
就像
带电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为点电荷。
例:一个半径r1=10cm的带电圆盘,如果考虑它和d1=10m处某个电子的作用力,就完全可以把它看作________.
点电荷
一个无限大的带电平面
而如果这个电子离带电圆盘只有d2=1mm,那么这一带电圆盘又相当于____________________.
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：
A .真正的点电荷是不存在的．
B .点电荷是一种理想模型．
C .足够小的电荷就是点电荷．
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
A B D
二、实验探究
(1)仅改变A与B的距离.
(2)仅改变A与B所带电荷量
控制变量法
结论
电荷间相互作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小.
定性研究实验
库仑(Coulomb 1736~1806): 法国物理学家；
1785年，库仑定律
库仑扭秤实验
1.库仑做实验的装置—库仑扭秤.
操作方法:力矩平衡：静电力力矩＝金属细丝扭转力矩.
思想方法：放大、转化
设计思想：控制变量法——控制
库仑扭秤实验
2.库仑研究力与距离的定量关系.
结论：
库仑扭秤实验
3.库仑研究力与电荷量的定量关系.
结论：
四、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,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.
2、大小：
F = kq1q2/r2
3、方向：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
4、适用条件：真空、静止的点电荷
电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
K:静电力常量
k=9.0×109N·m2/C2
库仑是一个非常大的电荷量单位。
①点电荷同质点一样也是一个理想化模型
②只有电荷量而没有大小的点。
例1
两个放在绝缘上的相同金属球A、B，相距d，球的半径比d小得多，分别带有电荷3q和q，A球受到的库仑引力大小为F。
（1）B球受到的库仑引力为 。
（2）若保持球A、B的电荷量不变，电荷间的距离增大为原来的2倍，电荷间的作用力为 。
（3）若保持球A、B间距离不变，电荷量都增大为原来的2倍，电荷间的作用力为 。
（4）现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则电荷间的作用力将变为 (引力或斥力）大小为 。
F
F/4
4F
斥力
F/3
五、静电力与万有引力的比较
库仑定律与万有引力定律的比较：
定律
公式
公式适用范围
共同点
不同点
影响大小的因素
库仑
定律
与两个物体质量有关，只有引力。
①都与距离的平方成反比。
②都有一个常数。
万有
引力
定律
点电荷
质点
与两个物体电量有关，有引力，也有斥力。
Q1、Q2、r
M、m、r
解：质子与电子之间的库仑力 F电为
例1 已知，质子的质量m1=1.67×10-27kg，电子的质量m2=9.1×10-31kg ．距离是5.3×10-11m。电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．。试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．
质子与电子之间的万有引力 F 引 为
电子和质子的静电引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.
库仑力与万有引力 的比值为
【例题2】：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2 × 10-6 c,求 它们所受的库仑力。
解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r 都相同,
所以
F1=F2=K
=
N
=0.144 N
根据平行四边形定则，合力是:
q1
q2
q3
F2
F1
F
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
30°
知识小结
真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
3、适用条件：
4、点电荷：
k=9.0×109N·m2/C2
2、公式：
1、内容：
⑴ 真空（空气中近似成立）
⑵ 点电荷
是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷.
1、关于库仑定律，下列说法正确的是：（ ）
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体；
B．根据F=kq1q2/r2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大；
C．带电量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍；
D．库仑定律的适用条件是：真空和点电荷。
D
课堂训练
2、有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电-Q，C不带电，将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B接触，最后移去C球，试问A、B间的库仑力变为原来的多少？
解：由于C在A、B间反复接触，故最终三个球的带电量必相同。
故
3、 有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(L=4r), 对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）( )
A. 带同种电荷时大于带异种电荷时
B. 带异种电荷时大于带同种电荷时
C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时
D. 大小与带电性质无关，只取决于电量
Q
Q
L=4r
B
解题
提醒
点电荷：
+Q
+Q
L=4r
+
+
+
+
+
+
+Q
-Q
L=4r
-
-
-
+
+
+
物理模型，即如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷.
库仑定律的适用是什么条件？
当堂训练
4、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的库仑力将变为（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
当堂训练
当堂训练
C
C
B
+q
A
-q
r
B
A
r
所以：
用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B,放置在电荷量为+Q的小球A附近.如图所示,A、B两球在同一水平面上相距S,丝线与竖直方向夹角θ=37o, A、B两带电球可看成点电荷。试求
(1)丝线拉力
(2)A、B两球之间的静电力
(3) B球所带电荷的性质
(4) B球的电荷量的大小
+
+
+
+
+
+
A
B
θ
