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第2节　库仑定律

班级­­＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿

库仑定律：

一、适用条件­­­＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

1、点电荷：带电体能看作点电荷的条件＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（1）点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．

（2）一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm的带电圆盘，如果考虑它和相距10 m处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面．

（3）真空中的电荷若不是点电荷，如图所示．同种电荷时，实际距离会增大，异种电荷时，实际距离会减小。

（4）对公式的理解：r→∞时，F＿＿＿＿＿；r→0时,F＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行．即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q₁、q₂的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可。

（6）式中各量的单位要统一用国际单位，与k＝9.0×10⁹ N·m²/C²统一．

2、如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力．

例2．

微元合成结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3、两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.

　库仑定律与万有引力定律相比有何异同点？

通过对比大家发现，大自然尽管是多种多样的，但也有规律可循，具有统一的一面．规律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界和谐多样的美．

特别提醒　(1)库仑力和万有引力是不同性质的力．

(2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用．

例1．

结论：微观粒子间的相互作用可忽略万有引力，带电小球、油滴受力分析时不可忽略重力。

4、库仑扭秤实验：

 

 

5、三个点电荷在一条直线上的平衡问题

（1）两电荷固定，第三个电荷的平衡问题：

 

 

（2）三电荷均可自由移动的平衡问题：

 

 

 

 

 

 

课堂练习：

课本P9《问题与练习》

课后练习：

1、对于库仑定律，下面说法正确的是(　　)

A．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力

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，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等

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力大小，只取决于它们各自所带的电荷量

2、下列关于点电荷的说法中，正确的是(　　)

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之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷

D．一切带电体都可以看成是点电荷

3、如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q，两球之间的静电力为(　　)

A．等于　　　　　B．大于

C．小于          D．等于

4、两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的　　　　　　(　　)

A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.

5、如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是(　　)

A．速度变大，加速度变大　　　　　　　　B．速度变小，加速度变小

C．速度变大，加速度变小　　　　　　　　D．速度变小，加速度变大

6、如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q₁和q₂，θ分别为30°和45°，则q₂/q₁为(　　)

A．2               B．

C．2             D．3

7、如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的水平速度v₀，B球将(　　)

A．若A、B为异种电性的电荷，B球一定做圆周运动

B．若A、B为异种电性的电荷，B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动

C．若A、B为同种电性的电荷，B球一定做远离A球的变加速曲线运动

D．若A、B为同种电性的电荷，B球的动能一定会减小

8、甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10^{－16 C}的正电荷，乙球带有3.2×10^{－16 C}的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.

(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？

(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？

 

 

 

9、“真空中两个静止点电荷相距10 cm，它们之间相互作用力大小为9×10^－4 N．当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×10^{－8 C}的点电荷．问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下：

根据电荷守恒定律：q₁＋q₂＝3×10^－8 C＝a

根据库仑定律：q₁q₂＝F＝×9×10^{－4 C2}＝1×10^{－15 C2}＝b

联立两式得：q－aq₁＋b＝0

解得：q₁＝(a±)＝(3×10^－8±) C

根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的错误并给出正确的解答．

 

 

 

 

10、一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O处，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受到力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)