9.2.1庫(kù)侖定律一、電荷間的作用力思考：（1）頭發(fā)為什么會(huì)隨氣球飄起來(lái)？錫箔紙為什么會(huì)向上飄？（2）電荷之間作用力的大小決定于哪些因素呢？電荷量q

距離r介質(zhì)大小形狀電荷分布√√真空如何忽略其影響？點(diǎn)電荷建立模型一、電荷間的作用力思考：1.帶電體間相互作用力的影響因素有哪些？思考2.怎樣簡(jiǎn)化這些因素方便實(shí)驗(yàn)探究？二、點(diǎn)電荷

如果帶電體自身的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離，以至帶電體自身的大小、形狀及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看作一個(gè)帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷。（1）點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際上是不存在的。

（2）均勻帶電的球體,由于球所具有的對(duì)稱性,即使它們之間的距離不是很大,一般也可以當(dāng)作點(diǎn)電荷來(lái)處理---電荷集中在球心的點(diǎn)電荷。q1q2P1θ思考：1.如何判斷兩球間靜電力大小變化？2.采用什么實(shí)驗(yàn)方法？控制不變的量實(shí)驗(yàn)改變量偏角靜電力保持兩球電荷

量不變減小r保持兩球距離不變減小q偏角越大，力越大mgF電T三、定性探究

靜電力與電荷量、距離的定性關(guān)系（1）帶電體C與小球間的作用力會(huì)隨距離的減小而增大；（2）在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力也會(huì)增大或減小；

事實(shí)上，電荷之間的作用力與萬(wàn)有引力是否相似的問(wèn)題早已引起當(dāng)年一些研究者的注意，英國(guó)科學(xué)家卡文迪什和普里斯特利等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的力。卡文迪什普里斯特利類比法不過(guò)，最終解決這一問(wèn)題的是法國(guó)科學(xué)家?guī)靵?。?庫(kù)倫扭秤實(shí)驗(yàn)靈感來(lái)自于卡文迪什扭秤平衡小球B細(xì)銀絲帶電小球C帶電小球A刻度盤與指針?biāo)伎迹?.B球的作用是什么呢？B球的作用是使A球在水平面內(nèi)平衡思考：2.如何測(cè)量靜電力呢？實(shí)驗(yàn)原理：A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(duì)應(yīng)關(guān)系如何測(cè)q?四.庫(kù)倫扭秤實(shí)驗(yàn)四.庫(kù)倫扭秤實(shí)驗(yàn)兩個(gè)小球接觸后所帶的電荷量相等。這意味著，如果使一個(gè)帶電金屬小球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會(huì)分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為

這樣又可以得出電荷之間的作用力與電荷量的關(guān)系:力F與q和q,的乘積成正比，即五.庫(kù)侖定律1.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。2、表達(dá)式：思考：1.這個(gè)公式是什么時(shí)候具有真正的計(jì)算價(jià)值呢？比例系數(shù)k

叫做靜電力常量，國(guó)際單位制中，k=9.0×1093、適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷2.在兩帶電體之間距離很近時(shí)由公式得出r→0時(shí)F→∞，你同意嗎？五.庫(kù)侖定律4.方向：相互作用力的方向在它們的連線上（如圖）。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引注意：①計(jì)算時(shí)只代電荷量的絕對(duì)值；②需通過(guò)同種電荷相斥、異種電荷相吸來(lái)判斷庫(kù)侖力的方向。五.庫(kù)侖定律思考：兩個(gè)靠近的帶電金屬球，是否可以看作是集中在球心位置的點(diǎn)電荷？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+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++＜＞1.對(duì)庫(kù)侖定律，下列說(shuō)法正確的是（）A．凡計(jì)算真空中的兩個(gè)電荷間的相互作用力，就可以使用庫(kù)侖公式B．兩個(gè)帶電小球即使距離非常近，也能用庫(kù)侖定律計(jì)算庫(kù)侖力C．相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫(kù)侖力一定大小相等D．庫(kù)侖定律中的靜電力常量k只是一個(gè)比例常數(shù)，只有數(shù)值，沒(méi)有單位C2.已知?dú)浜说馁|(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力。氫原子核和電子之間的靜電力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力。研究微觀粒子的相互作用時(shí)，經(jīng)常忽略萬(wàn)有引力六、應(yīng)用——兩個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題F電【例1】?jī)蓚€(gè)分別用長(zhǎng)13cm的絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)的相同小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），帶有同種等量電荷。靜止時(shí)它們之間的距離為10cm。已測(cè)得每個(gè)小球的質(zhì)量是0.6g，求它們所帶的電荷量。g取10m/s2。思考1.受力分析的步驟是怎樣的？mgT10cm①庫(kù)侖力是一種性質(zhì)力。

思考2.右邊小球受到庫(kù)侖力多大呢？②庫(kù)侖力遵守牛頓第三

定律F=5.27×10-8C圖9-2-13

B

六、應(yīng)用——兩個(gè)點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題六、應(yīng)用——靜電力的疊加【例2】真空中有三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)為50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是2.0×

10-6C，求q3所受的靜電力。FF2F1q1q2q3＋＋＋大小如何計(jì)算？思考1.q3受到幾個(gè)力？合力的方向?yàn)閝1與q2連線的垂直平分線向外方向呢？①兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而改變。

②多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)同一點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)電荷的作用力的矢量和。＋O六、應(yīng)用——割補(bǔ)法求非點(diǎn)電荷間靜電力

圖9-2-11

七.三個(gè)點(diǎn)電荷共線平衡問(wèn)題CAB問(wèn)題1：三球平衡，C球帶正電還是負(fù)電？CABCAB若C帶正電，A、B不能平衡兩側(cè)是同種電荷，中間是異種電荷結(jié)論1：兩同夾異七.三個(gè)點(diǎn)電荷共線平衡問(wèn)題問(wèn)題2：A和B、C電荷量的大小關(guān)系？CABr1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB兩側(cè)電荷量大，中間電荷量小結(jié)論2：兩大夾小七.三個(gè)點(diǎn)電荷共線平衡問(wèn)題CABr1r2qcqAqB問(wèn)題3