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新课标高中物理选修新课标高中物理选修31第一章第一章 静电场静电场2 库仑定律库仑定律既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间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相互作用力的大小决定于那些因素呢同种电荷相互排斥、同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引。早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了库仑年得出了库仑定律定律.影响两点电荷间作用力的因素：距离和电荷量 实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。库仑定律1.swf库仑定律2.swf库仑定律库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。连线上。电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.大小：大小：适用范围：适用范围：1.真空中；真空中；2.点电荷点电荷.其中其中K叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0109Nm2/C2是由实验测定出来的是由实验测定出来的 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。想化的模型。在研究带电体间的相互作用时，在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的大如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小以致电体的形状、大小以及电荷分布状小以致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，并称它为点的带电体就可以看作带电的点，并称它为点电荷。电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它但点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的力学中的“质点质点”类似。类似。点电荷点电荷典型例题例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（如体积小于1）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答案：A、B、D 从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力.库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们的这种相似性,物理学家还在继续研究.典型例题例2、例3、图1.2-3库仑扭秤库仑的实验 库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球棒的一端是一个带电的金属小球A，另，另一端有一个不带电的球与一端有一个不带电的球与A球的重力平球的重力平衡。当把另一个带电的小球衡。当把另一个带电的小球C插入容器插入容器并使它靠近并使它靠近A时，时，A和和C之间的作用力之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。比较力的大小。1、保持、保持A、C两球的带电量不变，改变两球的带电量不变，改变A、C之间的距离之间的距离r，记录每次悬丝扭转，记录每次悬丝扭转的角度的角度,便可以找到力便可以找到力F与距离与距离r的关系。的关系。2、保持保持A、C两球之间的距离两球之间的距离r不变，不变，改变改变A、C的带电量的带电量q1和和q2，记录每次，记录每次悬丝扭转的角度悬丝扭转的角度,便可以找到力便可以找到力F与与q1和和q2的关系。的关系。1.F1.F与与r r有关有关 2.F与与q有关有关 库仑的实验研究方法：研究方法：控制变量法控制变量法.库仑扭秤1.avi库仑扭秤3.avi结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即的平方成反比，即 F1/r2库仑扭秤1.avi库仑扭秤2.avi结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带结论：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，即乘积成正比，即 F q1q2典型例题例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r 0 时，F D.静电力常量的数值是由实验得到的答案：D
