電荷間的相互作用 庫侖定律（1）研究過程、基礎(chǔ)計(jì)算 【備課精講精研】高二上學(xué)期物理滬科版（2020）必修第三冊

高中物理必修三第九章靜電場

第二節(jié)電荷的相互作用庫侖定律（1）研究過程基礎(chǔ)計(jì)算庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)裝置圖手稿相互排斥的塑料繩細(xì)絲++++++++這種靜止電荷之間的相互作用又叫做靜電力一、靜電電荷被束縛在塑料上不能輕易移動(dòng)同號電荷間相互排斥、異號電荷間相互吸引這樣的束縛的電荷被稱為靜電改如何研究靜電力的大小、方向和決定因素呢？PMθ大膽猜想影響電荷間相互作用力的因素。二、靜電力的大小由哪些因素決定？電荷量距離這個(gè)力的大小通過什么可以比較出來？通過觀察絲線偏角的變化偏角越大表示小球受到的靜電力越大多個(gè)因素影響的時(shí)候，我們一般會(huì)采用什么方法進(jìn)行研究？控制變量法PMθPMθPMθPMθPMθPMθ電荷間相互作用力的大小與帶電體間的距離有關(guān)，距離越小，作用力越大靜電力的大小還與兩電荷的電荷量的大小有關(guān)，電荷量越大，作用力越大二、靜電力的大小由哪些因素決定？當(dāng)時(shí)的困難任意帶電體上的電荷分布難以確定，無法確定相互作用的電荷間的距離這種靜電力非常小，沒有測量如此小力的工具當(dāng)時(shí)還沒有度量電荷量的單位，也就無法確定電荷量的大小三、如何定量探究電荷間相互作用力的規(guī)律？法國庫侖1736—1806

點(diǎn)電荷當(dāng)帶電體的形狀、大小、電荷分布對電荷間相互作用力的影響可以忽略時(shí)，帶電體可以看成帶有電荷的點(diǎn)，這樣的帶電體叫做點(diǎn)電荷。內(nèi)容：

真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)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。電荷間的這種作用力叫做靜電力或庫侖力。四、庫侖定律法國庫侖1736—1806

比例系數(shù)k

叫靜電力常量，國際單位制中，k=9.0×109N·m2/C2彈性扭絲旋轉(zhuǎn)螺絲刻度絕緣棒ABC庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)裝置四、庫侖定律彈性扭絲旋轉(zhuǎn)螺絲刻度絕緣棒ABC庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)裝置四、庫侖定律庫侖扭秤細(xì)銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球BA和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對應(yīng)關(guān)系使A球在水平面內(nèi)平衡實(shí)驗(yàn)裝置：器材組成：實(shí)驗(yàn)原理：適用條件：四、庫侖定律法國庫侖1736—1806

真空中靜止的點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)電荷的相關(guān)規(guī)律將在選擇性必修二學(xué)到如若是不能忽略體積的點(diǎn)電荷呢？有介質(zhì)的情況下會(huì)引入介電常數(shù)ε電荷均勻分布的球體也符合庫侖定律同種電荷電荷分布在金屬球外側(cè)異種電荷電荷分布在金屬球內(nèi)側(cè)+Q+Qr+++++++Q-Qr---+++四、庫侖定律法國庫1736—1806

帶點(diǎn)金屬小球靠近時(shí)也符合庫侖定律嗎？在點(diǎn)電荷的連線上++q1q2--F斥F斥F斥F斥+-F引F引①計(jì)算時(shí)只代電荷量的絕對值；②需通過同種電荷相斥、異種電荷相吸來判斷庫侖力的方向。方向：法國庫侖1736—1806

四、庫侖定律注意：（1）元電荷是電荷量，點(diǎn)電荷是帶電體的理想模型

；類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際上是不存在的。（2）電子的帶電量等于元電荷，研究宏觀問題時(shí)，電子、質(zhì)子可看做點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的帶電量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數(shù)倍。五、點(diǎn)電荷典型例題1真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量都是2×10-6C,求它們各自所受的庫侖力。q1q2q3＋＋＋【解析】q3共受F1和F2兩個(gè)力的作用，q1=q2=q3=q，

相互間的距離

r都相同,所以根據(jù)平行四邊形定則，合力是:合力的方向沿q1與q2連線的垂直平分線向外。變式訓(xùn)練1關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是（）（A

）庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積最小的帶電體（B

）根據(jù)，當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)庫侖力將趨向無窮大（C）帶電荷量分別為3Q和Q的點(diǎn)電荷A、B相互作用時(shí)，A受到的靜電力是B受到的靜電力的3倍（D

）庫侖定律的適用條件是：在真空中靜止的點(diǎn)電荷D一、庫侖定律課堂小結(jié)二、點(diǎn)電荷方