第二节 电荷的相互作用 库仑定律-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步精品讲义（沪科版2020上海必修第三册 ）

第2课 电荷的相互作用 库仑定律 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1.知道点电荷的概念。 2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件。 1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型。 2.进一步了解控制变量法在实验中的作用。 3.会用库仑定律进行有关的计算 ( 知识精讲 ) 知识点01 探究影响电荷间相互作用力的因素 1.实验原理：如图所示，小球B受Q的斥力，丝线偏离竖直方向。 F＝ ，θ变大，F 。 2.控制变量法 探究某一物理量与其他两个物理量的关系时，应先控制一个量不变，来研究另外两个量之间的关系，然后再控制另一个量不变，研究其他两个量之间的关系，最后总结出要研究的各个量之间的关系，这种控制变量研究其他量关系的方法叫控制变量法。 3.实验现象 (1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度 。 (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度 。 4.实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ，随着距离的增大而 。 【即学即练】 [判断] (1)电荷之间相互作用力的大小只决定于电荷量的大小。( ) (2)两电荷的带电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大。( ) 知识点02 库仑定律 1.库仑力：电荷间的 ，也叫作静电力。 2.点电荷：带电体间的距离比自身的大小 ，以致带电体的 、 及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看作 ，即为点电荷。 3.库仑定律 (1)内容：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 ，与它们的距离的二次方 ，作用力的方向在它们的连线上。 (2)表达式：F＝k，k＝ ，叫作静电力常量。 (3)适用条件：真空中的 。 4.库仑力的叠加 (1)两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。 (2)两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对其作用力的矢量和。 【即学即练2】 [例1] .(库仑定律的理解)(多选)对于库仑定律，下面说法正确的是(　　) A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝k B.两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律 C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D.当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量 [例2] .(库仑定律的应用)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为(　　) A. B. C. D. [例3] .(库仑力的叠加)如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带的电荷量比b所带的电荷量小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　) A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 ( 能力拓展 ) 考法01 　对“点电荷”的理解 [探究归纳] 1.点电荷是只有电荷量，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.带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论。如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷。 温馨提示 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、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响很小时，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，这样处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，这是物理学上经常用到的方法。 [例4] 下列关于点电荷的说法正确的是(　　) A.任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 D.一切带电体都可以看成是点电荷 [例5] 关于点电荷，下列说法正确的是(　　) A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 B.点电荷是一种理想模型 C.点电荷的最小带电荷量等于元电荷 D.球形带电体都可以看作点电荷 考法02对库仑定律的理解 [探究归纳] 1.库仑力的确定方法 (1)大小计算：利用库仑定律计算静电力大小时，不必将表示电性的正、负号