电荷间的相互作用 库仑定律（1）研究过程、基础计算 【备课精讲精研】高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理必修三第九章静电场

第二节电荷的相互作用库仑定律（1）研究过程基础计算库仑扭秤实验装置图手稿相互排斥的塑料绳细丝++++++++这种静止电荷之间的相互作用又叫做静电力一、静电电荷被束缚在塑料上不能轻易移动同号电荷间相互排斥、异号电荷间相互吸引这样的束缚的电荷被称为静电改如何研究静电力的大小、方向和决定因素呢？PMθ大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素。二、静电力的大小由哪些因素决定？电荷量距离这个力的大小通过什么可以比较出来？通过观察丝线偏角的变化偏角越大表示小球受到的静电力越大多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？控制变量法PMθPMθPMθPMθPMθPMθ电荷间相互作用力的大小与带电体间的距离有关，距离越小，作用力越大静电力的大小还与两电荷的电荷量的大小有关，电荷量越大，作用力越大二、静电力的大小由哪些因素决定？当时的困难任意带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离这种静电力非常小，没有测量如此小力的工具当时还没有度量电荷量的单位，也就无法确定电荷量的大小三、如何定量探究电荷间相互作用力的规律？法国库仑1736—1806

点电荷当带电体的形状、大小、电荷分布对电荷间相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看成带有电荷的点，这样的带电体叫做点电荷。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。电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。四、库仑定律法国库仑1736—1806

比例系数k

叫静电力常量，国际单位制中，k=9.0×109N·m2/C2弹性扭丝旋转螺丝刻度绝缘棒ABC库仑扭秤实验装置四、库仑定律弹性扭丝旋转螺丝刻度绝缘棒ABC库仑扭秤实验装置四、库仑定律库仑扭秤细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球BA和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系使A球在水平面内平衡实验装置：器材组成：实验原理：适用条件：四、库仑定律法国库仑1736—1806

真空中静止的点电荷运动电荷的相关规律将在选择性必修二学到如若是不能忽略体积的点电荷呢？有介质的情况下会引入介电常数ε电荷均匀分布的球体也符合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+Q+Qr+++++++Q-Qr---+++四、库仑定律法国库1736—1806

带点金属小球靠近时也符合库仑定律吗？在点电荷的连线上++q1q2--F斥F斥F斥F斥+-F引F引①计算时只代电荷量的绝对值；②需通过同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断库仑力的方向。方向：法国库仑1736—1806

四、库仑定律注意：（1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型

；类似于力学中的质点，实际上是不存在的。（2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。五、点电荷典型例题1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，每个点电荷的带电量都是2×10-6C,求它们各自所受的库仑力。q1q2q3＋＋＋【解析】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。变式训练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，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）带电荷量分别为3Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍（D

）库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷D一、库仑定律课堂小结二、点电荷方