2庫侖定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解庫侖定律探究過程，體會實驗與類比在定律的建立過程中發(fā)揮的重要作用。2.知道點電荷的概念，明確帶電體可以看作點電荷的條件(重點)。3.理解庫侖定律的內(nèi)容、公式及適用條件(重點)。4.理解靜電力的概念，會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)計算(難點)。一、庫侖的實驗1.如圖，帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁。(1)把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3位置，發(fā)現(xiàn)擺線偏角θ減小，此現(xiàn)象說明什么？(2)在P1位置，增大小球所帶電荷量，發(fā)現(xiàn)小球擺線偏角增大，說明什么？(3)通過以上探究總結(jié)電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.如圖所示的實驗裝置為庫侖扭秤。細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個金屬小球A。另一端通過物體B使絕緣棒平衡，當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它接觸A，從而使A與C帶同種電荷。將C和A分開，因使C靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系。這一實驗中用到了哪些方法？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．庫侖扭秤實驗是通過懸絲______________比較電荷之間作用力F大小的。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)電荷之間作用力F與距離r的______________成反比。2．庫侖在實驗中為研究F與q的關(guān)系，采用的是用兩個________________的金屬小球，一個帶電，一個不帶電，互相接觸后，電荷量______的方法，發(fā)現(xiàn)F與q1和q2的______成正比。二、庫侖定律1．庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的________________成正比，與它們的距離的____________成反比，作用力的方向在________________，這個規(guī)律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作____________或____________。(2)表達(dá)式：F＝____________，其中r指的是兩點電荷間的距離；k＝________N·m2/C2，叫作靜電力常量。(3)適用條件：a.______________；b．________________。2．點電荷(1)定義：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小________，以致帶電體的________、________及________________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，叫作____________。(2)帶電體看成點電荷的條件：帶電體本身的大小____________它們之間的距離。(3)點電荷是一個________________，與力學(xué)中的質(zhì)點類似。1．當(dāng)兩個電荷之間的距離r→0時，能否根據(jù)F＝keq\f(q1q2,r2)推出兩電荷之間的庫侖力F→∞？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．兩個半徑為r的金屬球，球心間距離為3r，現(xiàn)使兩球帶上等量同種電荷q，它們之間的庫侖力F＝keq\f(q2,9r2)，對嗎？若使兩球帶上等量異種電荷，庫侖力為F＝keq\f(q2,9r2)，對嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)只要是體積很小的帶電體就能看作點電荷。()(2)只要是均勻的球形帶電體，不管球的大小如何，都能看作點電荷。()(3)兩電荷的電荷量越大，它們間的靜電力就越大。()(4)兩點電荷之間的作用力是相互的，其方向相反，但電荷量大的對電荷量小的電荷作用力大。()例1(2023·浙江省高二期中)真空中兩個完全相同、帶等量異種電荷的金屬小球A和B(可視為點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F，用一個不帶電的相同金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時A、B球間的靜電力為()A．引力eq\f(F,8) B．引力eq\f(F,4)C．斥力eq\f(3F,8) D．斥力eq\f(F,2)三、靜電力計算1．微觀帶電粒子間的萬有引力____________庫侖力。在研究微觀帶電粒子的相互作用時，可以把萬有引力忽略。2．兩點電荷間的庫侖力與周圍是否存在其他電荷________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。3．兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的____________。這個結(jié)論叫作靜電力疊加原理。4．任何一個帶電體都可以看成是由許多____________組成的，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)________________就可以求出帶電體之間的靜電力的大小和方向。例2如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上。a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶的電荷量比b所帶的電荷量小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條表示，它應(yīng)是()A．F1B．F2C．F3D．F4例3如圖所示，分別在A、B兩點放置電荷量分別為Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C的點電荷。在AB的垂直平分線上有一點C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m。如果有一電子靜止放在C點處，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，求它所受的靜電力。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________針對訓(xùn)練如圖所示，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則()A．a(chǎn)、b帶同種電荷，k＝eq\f(16,9)B．a(chǎn)、b帶異種電荷，k＝eq\f(16,9)C．a(chǎn)、b帶同種電荷，k＝eq\f(64,27)D．a(chǎn)、b帶異種電荷，k＝eq\f(64,27)例4(2023·黃山市高二月考)如圖，棱長為a的立方體ABCD－A′B′