库仑定律高二上学期物理粤教版（2019）必修三

第一章静电场的描述第二节库仑定律怎样简化这些因素，方便进行实验探究？介质?大小形状？电荷分布？研究表明，带电体之间的相互作用力除了与它们所带的电量及相对位置有关，还与它们的形状和大小有关，这大大增加了研究这一问题的复杂性.一、点电荷电荷量q1?q2

?

距离r?√√真空能忽略其影响吗？qqL=30rrr大小形状电荷分布qqqqL=3rrr++++----点电荷建构模型带电体自身的大小远小于它们之间的距离点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际不存在。q1q2+P1C+FF二、影响静电力的因素影响带电体间相互作用力的因素有哪些？电荷量q1?q2

?距离r?实验探究方法控制变量法研究电荷量q不变，改变距离距离r不变，改变电荷量q1q2+P1C+FF结论电荷量q保持不变，距离r增大，F减小。距离r保持不变，电荷量q增大，F增大。三、库仑定律遇到困难电荷量无法直接测量距离不便测量微小力不易测量平分电荷量放大微小力等倍改变距离库仑的实验突破方法库仑扭秤实验的再现实验装置A电子秤B游标卡尺电荷量q不变，探究作用力F与距离r的关系演示实验1作用力F与距离r2

的关系r2/10-2m21.0000.8100.6400.4900.3600.250F/10-4N0.880.981.271.762.353.23实验数据与图像：作用力F与距离r的关系r/cm10.009.008.007.006.005.00M/g0.0090.0100.0130.0180.0240.033坐标转换：r2

1/r2在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体间距离的平方成反比。距离r不变，探究作用力F与电荷量q的关系演示实验2在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体电荷量乘积成正比。电荷之间的作用力F与距离r的二次方成反比；电荷之间的作用力F与q1和q2的乘积成正比；实验结论：1.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。比例系数k

叫做静电力常量，国际单位制中，k=9.0×109N·m2/C22.表达式（1）适用条件：静止点电荷真空中3.理解（2）相互作用力的方向

：在它们的连线上。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引（1）库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验定律。4.意义放大思想转化思想均分思想理想化模型思想（2）类比法在库仑定律建立过程中发挥了重要作用。例题1.在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。分析：氢原子核与质子所带的电荷量相同，是1.60×10-19C。电子带负电，所带的电荷量也是1.60×10-19C。质子质量为1.67×10-27kg，电子质量为9.1×10-31kg。解：根据库仑定律，它们之间的静电力和万有引力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。例题2.真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是2.0×10-6C，求它们各自所受的静电力。q1q2q3F2FF1＋＋＋分析：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。根据平行四边形定则合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0