9.2 库仑定律 -2022-2023学年高二物理精讲精练（2019人教版必修第三册）

9.2 库仑定律 考点精讲 考点1：对点电荷的理解 1．点电荷是物理模型 只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 2．带电体看成点电荷的条件1d3 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。 3．注意区分点电荷与元电荷 （1）元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值。 （2）点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍。 【例1】下列关于点电荷的说法，正确的是(　　) A．点电荷一定是电荷量很小的电荷 B．点电荷是一种理想化模型，实际不存在 C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 【答案】B　 【解析】带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷，所以A、C、D错误，B正确。 【技巧与方法】 对点电荷的两点理解 （1）带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略。 （2）同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不可以看作点电荷。 【针对训练】 训练角度1：点电荷与元电荷的比较 【变式1】(2020-2021学年江苏省实验中学高一(下)期末)关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是(　　) A．元电荷是最小的电荷量，和一个电子所带电荷量数值相等 B．一个物体带负电，这是它失去电子的缘故 C．电荷不能够创造，但可以消灭 D．只有很小的球形带电体才叫做点电荷 【答案】A 【解析】A．元电荷是自然界最小的电量，其数值与电子的电荷量数值相等，故A正确； B．一个物体带负电，这是它得到电子的缘故，故B错误； C．根据电荷守恒定律可知，电荷不能够创造，也不可以消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，故C错误； D．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，是一种理想化的物理模型，带电物体能不能看成点电荷，不是看物体的体积大小和电量大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故D错误。故选A。 【变式2】(多选)关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是(　　) A．电子就是元电荷 B．元电荷的电荷量等于电子或质子所带的电荷量 C．电子一定是点电荷 D．带电小球也可能视为点电荷 【答案】BD　 【解析】电子和质子是实实在在的粒子，而元电荷只是一个电荷量单位，A错误，B正确；带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷，C错误，D正确。 训练角度2：对点电荷的理解 【变式3】(多选)下列关于点电荷的说法正确的是(　　) A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷 B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷 C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 【答案】AD　 【解析】无论两带电体自身大小怎样，当两带电体之间的距离远大于它们的大小时，带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小，可把带电体看作点电荷，选项A正确，而选项C错误；尽管带电体很小，但两带电体相距很近，以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略，两带电体也不能被看作点电荷，选项B错误；两个带电金属小球，若离的很近，两球所带的电荷在静电力作用下会分布不均，电荷的分布影响到静电力的大小，若带同种电荷，相互排斥，等效的点电荷间距大于球心距离；若带异种电荷，相互吸引，等效的点电荷间距小于球心距离，因此，选项D正确。 考点2：对库仑定律的理解 1．库仑定律的适用条件是 （1）真空。 （2）静止点电荷。 这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。 2．静电力的大小计算和方向判断 （1）大小计算 利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。 （2）方向判断 在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 3．库仑定律与万有引力定律的比较 （1）库仑定律和万有引力定律都遵从与距离的二次方成反比规律，人们至今还不能说明它们的这种相似性。 （2）两个定律列表比较如下 　　　物理定律