库仑定律 【知识精讲架构+备课精研精梳】高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

库伦定律库伦定律知识点：1、点电荷2、探究电荷之间的作用力3、库仑扭秤实验4、库仑定律知识清单要点概述要点概述快做笔记！快做笔记！考点：1、静电力的叠加2、库伦力作用下的平衡问题3、静电力作用下的力学综合问题当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小、电荷分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的电，叫做点电荷。思考：什么是点电荷呢？rRRr点电荷是一种理想化理想化的模型。点电荷点电荷点电荷电荷之间的作用力电荷之间的作用力电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？探究电荷之间的作用力实验：实验：实验：实验：带正电的带电体M置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3。带电体C与竖直夹角会随距离r的不同怎样改变呢？现象：现象：r变大，夹角变大，夹角变小变小；r变小，夹角变大。变小，夹角变大。电荷之间作用力随距离的增大而减小。猜想一：与距离有关猜想一：与距离有关探究电荷之间的作用力实验：实验：实验：实验：在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，带电体C与竖直夹角怎样改变呢？现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小电荷之间作用力随电荷量增大而增大。猜想二：与电荷量有关猜想二：与电荷量有关电荷之间作用力电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小。随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小。探究电荷之间的作用力探究F与q的关系：改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系 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和C的电荷量呢？库仑扭秤实验本实验涉及到的物理方法：微小量放大法、控制变量法ACA电量均分ACAD条件：大小、形状、材料完全相同的小球1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F2.当距离不变时,F与 的乘积成正比 F结论：库仑扭秤实验库仑定律库仑定律1 1、内容：、内容：真空中两个静止点电荷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。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 2、关系式：、关系式：3 3、电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力、电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力4 4、适用条件：适用条件：（1 1）真空中；（）真空中；（2 2）静止）静止点电荷点电荷式中的式中的k k是比例系数，叫做静电力常量。是比例系数，叫做静电力常量。库仑定律同种电荷：电荷分布在金属球外侧异种电荷：电荷分布在金属球内侧 想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位置的点电荷？适用于r=0的情况?+Q+QL=4r+Q-QL=4r-+库仑定律 注意：（1）计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。（2）如何确定半径r若是点电荷，r为两点间距离相距较远时，均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是球心与球外点电荷间的距离 公式不适用于r0的情况库仑定律 典例：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，每个点电荷的带电量都是+2 10-6 C,求它们各自所受的库仑力。F1F2F3q1q2q3+库仑定律解：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,所以根据平行四边形定则，合力是:合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。F1F2F3q1q2q3+库仑定律万有引力定律万有引力定律库仑定律库仑定律不同点不同点只有引力只有引力既有引力又有斥力既有引力又有斥力天体间表现明显天体间表现明显微观带电粒子间微观带电粒子间表现明显表现明显都是场力都是场力万有引力场万有引力场电场电场公式公式条件条件两质点之间两质点之间两两点电荷点电荷之间之间例1.（多选）库仑定律的适用范围是（）A真空中两个带电球体间的相互作用B真空中任意带电体间的相互作用C真空中两个静止点电荷间的相互作用D真空中两个大小远小于它们之间的距离的静止带电体间的相互作用CD例2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们所带的电荷量都增大为原来的2倍，距离不变，它们之间的相互作用力变为（）AF B2F C4F D16F CB制作人：方朝阳