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第二節 庫侖定律
第九章 靜電場及其應用
同種電荷相互排斥
異種電荷相互吸引
電荷之間相互作用力的大小取決于哪些因素呢？
電荷之間相互作用力的大小取決于哪些因素呢？
猜想：
如何簡化影響因素？
電荷量
距離
介質
形狀大小
電荷分布
……
真空
如何忽略形狀、大小、電荷分布帶來的影響？
q1、q2
r
回想：
忽略形狀、大小簡.化為一個有質量的點——質點
類比
忽略形狀、大小、電荷分布簡化為一個帶電的點——點電荷
當帶電體之間的距離比自身的大小大得多，以致形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫做點電荷。
點電荷
點電荷
類比
忽略形狀、大小、電荷分布簡化為一個帶電的點——點電荷
當帶電體之間的距離比自身的大小大得多，以致形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫做點電荷。
點電荷
理想化模型
控制變量法
（1）電荷量 q 不變，改變距離
（2）距離 r 不變，改變電荷量
當有多個因素影響的時候，采用什么方法研究？
實驗：探究電荷間的作用力
結論：
①電荷量不變，距離增加，作用力減小
控制變量法
實驗：探究電荷間的作用力
結論：
②距離不變，電荷量減小，作用力減小
控制變量法
實驗：探究電荷間的作用力
結論：
①電荷量不變，距離增加，作用力減小
②距離不變，電荷量減小，作用力減小
如何進行定量計算呢？
控制變量法
定性分析
庫侖扭秤實驗
實驗原理
①控制變量法
②放大法
實驗方法：
在庫侖那個時代，還不知道怎么樣測量物體所帶的電荷量，甚至連電荷量的單位都沒有，又怎么樣做到改變 A 球 和 C 球 的電荷量呢？
C
D
A
A
C
A
A
D
實驗原理：
電荷均分原理
條件：大小、形狀、材料完全相同的小球
庫侖扭秤實驗
實驗步驟
探究F 與 r 的關系：
①把另一個帶電小球C 插入容器并使它靠近A時，記錄扭轉的角度可以比較力的大小
②改變A 和 C 之間的距離 r，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出 F 與 r 的關系
1
當電荷量不變時，F 與距離 r 的二次方成反比
庫侖扭秤實驗
實驗步驟
探究F 與 q 的關系：
③改變A 和 C 的電荷量 q1、q2，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出 F 與q1、q2的關系
2
當距離不變時，F 與 q1q2 的乘積成正比
庫侖扭秤實驗
實驗結論
當電荷量不變時，F 與距離 r 的二次方成反比
1
當距離不變時，F 與 q1q2 的乘積成正比
2
電荷之間的作用力 F 與 q1 和 q2 的乘積成正比
與距離 r 的二次方成反比
庫侖定律
內容：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。
表達式：
靜電力常量：k =9×109N· m2/C2
點電荷間距離
適用條件：
①真空中
②靜止點電荷
靜電力（庫侖力）的方向：在兩點電荷的連線上
如下是某同學根據推導：
他的推導正確嗎？為什么？
r →0時，兩個帶電體已經不能看作點電荷，庫侖定律不再適用。
不正確
例題1.在氫原子內，氫原子核與電子之間的最短距離為 5.3×10-11 m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。
根據庫侖定律，它們之間的靜電力為：
根據萬有引力定律，它們之間的萬有引力為：
氫原子核和電子之間的靜電力遠大于萬有引力，研究微觀粒子的相互作用時，經常忽略萬有引力。
q1=1.60×10-19 C m1=1.67×10-27 kg
q2=1.60×10-19 C m2=9.1×10-31 kg
解：
定律 公式 適用范圍 共同點 不同點 影響大小的因素
庫侖定律 點電荷 ①都與距離的平方成反比 ②都有一個常數 有引力， 也有斥力 Q1、Q2、r
萬有引力 定律 質點 只有引力 M、m、r
庫侖定律與萬有引力定律的比較
例題3.真空中三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為 50 cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是 2.0×10-6 C，求它們各自所受的靜電力。
解：每個點電荷都受其他兩個點電荷的斥力，且：q1 = q2= q3 = q
所以：
點電荷q3所受合力的方向沿 q1 與 q2 連線的垂直平分線向外。
根據庫侖定律，兩個電荷量為 1C 的點電荷在真空中相距 1m 時，相互作用力是 9.0×109N。差不多相當于一百萬噸的物體所受的重力！
一把梳子和衣袖摩擦后所帶的電荷量不到百萬分之一庫侖，但天空中發生閃電之前，巨大的云層中積累的電荷量可達幾百庫侖。
A．只有體積很小的帶電體才能看成是點電荷
B．體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷
C．當兩個帶電體的大小遠小于它們間的距離時，可將這兩個帶電體看成是點電荷
D．一切帶電體都可以看成是點電荷
C
1.下面關于點電荷的說法正確的是(　　 )
2.關于庫侖定律，下列說法中正確的是( )
A．庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積很小的球體
B．根據 ,當兩電荷的距離趨近于零時，靜電力將趨向無窮大
C．若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對q2的靜電力大于q2對q1的靜電力
D．庫侖定律和萬有引力定律的表達式相似，都是平方反比定律
D
3、真空中有兩個點電荷，所帶電量分別為 和 相距2cm，求它們之間的互作用力，是引力還是斥力。
感謝聆聽~

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