1.2、库仑定律

新课标选修3－1第一章静电场1.2库仑定律为什么会“怒发冲冠”为什么会“怒发冲冠”金属箔为什么会张开?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那些因素呢？同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？猜想电荷量Q电荷间距离r定量研究库仑扭秤实验库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验rFrFmm´mm´引力常数的测定——卡文迪许扭秤结论1：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即F∝q1q2。一定量研究库仑扭秤实验结论2：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即F∝1/r2。库仑定律——静电力或库仑力其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2122qqFkr库仑力的方向：在二者的连线上.r学以致用类比：对于质量为ml和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式，当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大，这样的说法正确吗？两半径均为r的金属小球，两球的边缘相距为r，今使两球带上等量的异种电荷Q，求两电荷间的库仑力F的大小？库仑定律点电荷1、看成点电荷的条件：①带电体之间的距离比它们自身的大小大得多②电荷均匀分布时r可等效为带电体中心的距离2、点电荷是一个理想化模型。——静电力或库仑力其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2122qqFkr真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们电量的乘积成正比，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。真空中、点电荷适用范围内容真空中两个完全相同的带等量正电荷的金属球A和B(可看作点电荷)，分别固定在两处，两球间的静电引力为F，用一个不带电的完全相同的金属球C先与A接触，再与B接触，然后移去C，则A、B之间的静电力为F；若再使A、B球间的距离增大一倍，它们之间的静电力为F。学以致用3/83/32氢原子核（即质子）的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。学以致用解:按库仑定律计算,电子和质子之间的静电力为22kreFN210219910529.01060.1100.9N8102.8应用万有引力定律,电子和质子之间的万有引力为NNrmmGF47210273111221106.31053.01067.1101.9107.6由此得静电力与万有引力的比值为39103.2gFeF•相同处：–大小与距离平方成反比。•相异处：–库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。–库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力。•电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多.•因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。通过这道题目请你对库仑力与万有引力做一下比较库仑定律公式221rqqkF方向两定律比较万有引力定律考虑场合221rmmGF电荷中心连线质量中心连线微观粒子,宏观带电体.真空宏观天体静电力叠加原理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：如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1和q2之间的距离为l1,q2和q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态.(1)如q2为正电荷，则q1为电荷，q3为电荷.(2)q1、q2和q3三者电量大小之比为。三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大负负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.点电荷是一种理想模型．C.足够小的电荷就是点电荷．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ABD课堂训练2、下列说法中正确的是()A.点电荷就是体积很小的电荷．B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．C.根据可知，当r0时，F∞D.静电力常量的数值是由实验得到的．122qqFkrD课堂训练3、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）。A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8课堂训练C4、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10−5C的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带+1.5×10−5C和−1.5×10−5C的电量时，相互作用力为F2,则（）A．F1=F2B．F1＜F2C．F1＞F2D．无法判断课堂训练B5、两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2,带电量分别上q1和q2，用绝缘细线悬挂后，因静电力排斥而使两悬线张开，分别与竖直线方向成夹角1、2，且两球同处于水平线，如图所示，若1=2，则下列正确的是：（）A、q1一定等于q2B、m1一定等于m2C、一定满足D、必须同时满足q1=q2,m1=m22211mqmqm1m212B6.三个带电荷量均为Q（正电）的小球A、B、C质量均为m，放在水平光滑绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，其边长为L，如图所示，求：（1）在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？F2F合kQqr24R47.如图所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷，另一个电荷量为+q的电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为0．现在球壳上挖去半径为r（r≪R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为多少？（已知静电力恒量为k）