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第一章 静 电 场 第 2 节 库 仑 定 律 两电荷之间的相互作用 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于哪‘些因素呢？ 讨 论 实验：探究影响电荷间相互作用力的因素 控制变量法 实验表明：电荷之间的作用力 （1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少 会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？ 回顾：两物体之间的万有引力 （1）随质量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少 一 实验 库仑扭秤 原理 横梁平衡 （1） （2） 用完全与A、B相同的带正电荷的C靠近A，作用力使得银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。 Made by Xue 结果 (1) 改变A、C的距离看扭转 程度得： （2）改变A、C的电量看扭转 程度得： 二 库 仑 定 律 真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 库仑力或静电力 内 容 表达式 k叫静电力常量， k=9.0×109N·m2/C2 注 意 （1）大小：计算时只将电荷量的绝对值代入 （2）方向：在两点电荷的连线上, 同种电荷相斥,异种电荷相吸. 适 用 范 围 适用范围：真空、静止、点电荷 （1）什么样的情况下，可以将物体看成质点？ （2）质点实际存在吗？ 在空气中的结果与真空中相差很小， 因此在空气中也可使用此公式 静止 两个静止的电荷 一个静止,另一个运动的情况 忽略带电体的大小和形状，把它看作一个带电的点 点 电 荷 （1）带电体本身的线度远小于它们之间的距离 3、是一种理想化的模型 4、与力学中的“质点”类似 点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大 带电体在一定条件下的抽象 实际是不存在的，简化处理 2、条件： （2）带电体本身的大小，对所讨论的问题影响甚小 1、概念： 即时应用 例题1、关于点电荷的下列说法中正确的是： A.真正的点电荷是不存在的． B.点电荷是一种理想化模型． C.足够小（如体积小于1）的电荷就是点电荷． D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它 的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研 究的问题的影响是否可以忽略不计． 答案：A、B、D． 点电荷自身的大小不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似，但与质点要注意区分。 三 库仑力 与 万有引力 相同点 (1)都与距离的二次方成反比 (2)都与和作用力有关的物理量的乘积成正比 (3)两种力的方向都在两物体的连线上 (1)描述了两种作用.(性质不同) (2)库仑力可以是引力,也可以是斥力 万有引力只能是引力. (3)常量不相同 不同点 例 题 例1、在氢原子中，原子核只有1个质子, 核外只有1个电子, 它们之间的距离 r = 5.3×10-11 m 。求氢原子核与电子之间的库仑力 F电及它们之间的万有引力F引 ？ (已知质子的质量为1.67× 10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg） 解：氢原子核与电子之间的库仑力 F电为： 氢原子核与电子之间的万有引力 F 引 为： 小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力， 因此在研究微观带电粒子的相互作用时， 可以把万有引力忽略 四 库仑 力 的 叠加 (1)求出每个电荷对所研究电荷的库仑力 (2)平行四边形定则求出合力 真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形三个顶点上，每个点电荷电量都是+2 x 10-6 ，求它们各自所受的库仑力？ 步骤 例题 解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间距离都是r，所以 F3 q1 q2 q3 + + + F1 F2 平行四边形定则 方向沿q1与q2连线的垂直平分线 5、两个分别用长是13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）由于静电斥力，它们之间的距离为10cm。已知每个球形导体的质量是0.6g，求：他们所带的电荷量 F mg T 课 堂 训 练