庫侖定律高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修三

第一章靜電場的描述第二節(jié)庫侖定律怎樣簡化這些因素，方便進行實驗探究？介質(zhì)?大小形狀？電荷分布？研究表明，帶電體之間的相互作用力除了與它們所帶的電量及相對位置有關(guān)，還與它們的形狀和大小有關(guān)，這大大增加了研究這一問題的復(fù)雜性.一、點電荷電荷量q1?q2

?

距離r?√√真空能忽略其影響嗎？qqL=30rrr大小形狀電荷分布qqqqL=3rrr++++----點電荷建構(gòu)模型帶電體自身的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離點電荷是理想化的物理模型，只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學(xué)中的質(zhì)點，實際不存在。q1q2+P1C+FF二、影響靜電力的因素影響帶電體間相互作用力的因素有哪些？電荷量q1?q2

?距離r?實驗探究方法控制變量法研究電荷量q不變，改變距離距離r不變，改變電荷量q1q2+P1C+FF結(jié)論電荷量q保持不變，距離r增大，F(xiàn)減小。距離r保持不變，電荷量q增大，F(xiàn)增大。三、庫侖定律遇到困難電荷量無法直接測量距離不便測量微小力不易測量平分電荷量放大微小力等倍改變距離庫侖的實驗突破方法庫侖扭秤實驗的再現(xiàn)實驗裝置A電子秤B游標(biāo)卡尺電荷量q不變，探究作用力F與距離r的關(guān)系演示實驗1作用力F與距離r2

的關(guān)系r2/10-2m21.0000.8100.6400.4900.3600.250F/10-4N0.880.981.271.762.353.23實驗數(shù)據(jù)與圖像：作用力F與距離r的關(guān)系r/cm10.009.008.007.006.005.00M/g0.0090.0100.0130.0180.0240.033坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：r2

1/r2在誤差允許的范圍內(nèi)，電荷間相互作用力與兩帶電體間距離的平方成反比。距離r不變，探究作用力F與電荷量q的關(guān)系演示實驗2在誤差允許的范圍內(nèi)，電荷間相互作用力與兩帶電體電荷量乘積成正比。電荷之間的作用力F與距離r的二次方成反比；電荷之間的作用力F與q1和q2的乘積成正比；實驗結(jié)論：1.庫侖定律內(nèi)容真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。電荷間這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。比例系數(shù)k

叫做靜電力常量，國際單位制中，k=9.0×109N·m2/C22.表達(dá)式（1）適用條件：靜止點電荷真空中3.理解（2）相互作用力的方向

：在它們的連線上。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引（1）庫侖定律是電學(xué)發(fā)展史上的第一個定量實驗定律。4.意義放大思想轉(zhuǎn)化思想均分思想理想化模型思想（2）類比法在庫侖定律建立過程中發(fā)揮了重要作用。例題1.在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。分析：氫原子核與質(zhì)子所帶的電荷量相同，是1.60×10-19C。電子帶負(fù)電，所帶的電荷量也是1.60×10-19C。質(zhì)子質(zhì)量為1.67×10-27kg，電子質(zhì)量為9.1×10-31kg。解：根據(jù)庫侖定律，它們之間的靜電力和萬有引力氫原子核和電子之間的靜電力遠(yuǎn)大于萬有引力。研究微觀粒子的相互作用時，經(jīng)常忽略萬有引力。例題2.真空中有三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是2.0×10-6C，求它們各自所受的靜電力。q1q2q3F2FF1＋＋＋分析：q3共受F1和F2兩個力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離r

都相同。根據(jù)平行四邊形定則合力的方向為q1與q2連線的垂直平分線向外。每個點電荷所受的靜電力大小相等，數(shù)值均為0