[46904613]9.2+库仑定律（7大题型）-+2024-2025学年高二物理同步题型分类讲与练（人教版2019必修第三册）_1_1.docx

9.2库仑定律

知识点1探究影响电荷间的作用力因素实验

实验方法

控制变量法

实验过程

①保持小球所带电荷量q不变，改变小球到带电体的距离r，观察夹角θ的变化情况；

②小球到带电体的距离r，改变小球所带电荷量q，观察夹角θ的变化情况。

实验现象

①r变大，θ变小；r变小，θ变大；

②q变大，θ变大；q变小，θ变小

实验结论

电荷间的相互作用力随电荷间距离的增大而减小，随电荷量的增大而增大。

知识点2库仑定律

1、点电荷

当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小和电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。

【注意】点电荷是理想化模型，实际并不存在。

2、库仑定律

①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。这个规律叫作库仑定律，这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。

②公式：F=

【注】式中k叫作静电力常量，大小为k=9.0×109N·m2.

知识点3库仑的实验

实验方法

控制变量法、微小量放大法

实验过程

①把一个带电的金属球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷；②将C和A分，再将C靠近A，A和C之间的静电力使A远离C，从而扭转悬丝；③分析悬丝扭转的角度，比较库仑力的大小

实验结论

F∝

知识点4静电力及其计算

1、静电力的叠加

对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。例如，如下图q1、q2对q3的静电力分别为F1、F2，q3所受的静电力为F1和F2的矢量和F。

2、静电力和万有引力比较

静电力

万有引力

表达式

F

F

条件

真空中静止的点电荷

质点或质量分布均匀的球体

测量方法

库仑扭秤实验

卡文迪许扭秤实验

不同点

①与电荷量有关；②有引力和斥力；③作用很强

①与质量有关；②只有引力；③作用很弱

相同点

①都与距离的二次方成反比；

②力的方向都在两物体的连线上

1、静电力叠加的计算技巧与要求

步骤：①受力分析→由库仑定律求出每个点电荷对小球的库仑力→由平行四边形定则求出小球所受库仑力的合力

【注】①静电力叠加遵循平行四边形定则，先求出点电荷所受的每一个静电力，再应用平行四边形定则求合力。②每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力，两个点电荷之间的作用力不会因第三个点电荷的存在而改变。

③计算静电力时，既要求出静电力的大小，又要说明静电力的方向。

2、“割补法”求非点电荷间静电力

在环上任取关于圆心对称的两点，对O点处的力大小相等，方向相反，合力为零。而圆环是由无数这样的对称点组成的，所以在这样的圆环中心处的点电荷受力应该为零。

但圆环中ab缺口关于O点相对称的一小段没有与之相对称的对象存在。因此，处于O点处的点电荷受到的力就是与ab缺口关于O点相对称的一小段。由于很短，可将其视为点电荷。可通过库仑定律求出静电力大小。

题型一对点电荷的理解

【例1】（23-24高一下·四川眉山·期末）下列说法中正确的是（）

A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是电子

B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

C．两带电荷量分别为Q1、Q2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式计算

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】D

【解析】A．点电荷不是客观存在的，是理想模型，真正的点电荷不一定是电子，A错误；

BD．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，则点电荷不一定是体积和带电荷量都很小的带电体，B错误，D正确；

C．两带电荷量分别为Q1、Q2的球体间的作用力，在真空中可看成点电荷时适用于库仑定律，可用公式计算，选项C错误。

故选D。

【变式1-1】（24-25高二上·全国·课后作业）（多选）下列说法中正确的是（）

A．点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的

B．原子核在任何情况下均可看成点电荷

C．根据F＝k可知，当r→0时，F→∞

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】AD

【解析】ABD．点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的。一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小和所带的电荷量多少，而是看它的形状和大小及电荷分布情况对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，AD正确，B错误；

C．当r→0时，带电体就不能再看成点电荷，则公式F＝k就不再成立，C错误。

故选AD。

【变式1-2】（2023高二上·全国·专题练习）（多