第02讲库仑定律—2023-2024学年高二物理【考点—深化—题型】精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第三册）

9.2库仑定律 考点知识精讲 考点一：点电荷 1．点电荷是理想化的物理模型：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．带电体看成点电荷的条件：一个带电体能否看成点电荷，是相对具体问题而言的，不能单凭它的大小和形状来确定．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不计，此时带电体就可以视为点电荷． 3．易混淆的几个概念： 比较项 点电荷 元电荷 小带电体 概念 忽略了大小、形状，只考虑电荷量的带电体 电子或质子所带的电荷量 体积较小的带电物体 实质 物理模型 最小电荷量 带电物体 联系 (1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数倍 (2)小带电体的大小远小于所研究问题的距离时，小带电体可视为点电荷 考点二、库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 1）公式：F=，其中k为静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2 2）公式中的r指的是两点电荷之间的距离 3）在介质中电荷间作用力比真空里小，空气中电荷间的作用力近似等于真空中电荷间的作用力 4)不论两点电荷所带电量是否相等，相互作用的库仑力总是遵守牛顿第三定律，即他们的大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。 2．成立条件 1）真空中(空气中也近似成立) 2）点电荷．即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计．(这一点与万有引力很相似，但又有不同： 对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r)。 考点三、库仑力的叠加 1．对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的静电力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的静电力的矢量和． 2．电荷间的单独作用符合库仑定律，求各静电力的矢量和时应用平行四边形定则． 【考点深化一】 三个自由点电荷共线平衡问题 ①三个自由点电荷电性必为“两同夹异”。即两边电荷与中间电荷的电性相反。若A、B、C带同种电荷，无论怎么放，外侧点电荷都不可能平衡。要使三个自由点电荷共线平衡，中间电荷的电性一定要和两边的电荷的电性相反。 ②三个自由点电荷电荷量必为“两大夹小”，即放在中间的异种电荷B电量最小。因为若QB>QC，则FBA> FCA，A不能平衡。若QB>QA，则 FBC> FAC，C不能平衡。 ③三个自由点电荷位置必为“靠小”，即中间电荷靠近电量较小的电荷。 L X A B C 三个自由电荷位置如图所示，仍然根据“六力三平衡”列出方程组： 对A： 即 ① 对B ： 即 ② 对C： 即 ③ 由①得AC=， ④ 由②得BC= ⑤ 由数学知识知；AC=AB+BC ⑥ 由④⑤⑥可得：。 所以我们可以得到三个自由点电荷共线平衡电荷量的关系是 。 的带电量一定较小． 4．近小远大：三个点电荷中电荷量较小的两个点电荷离得较近． 【考点深化二】 1．点电荷 (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．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． 2．库仑定律 (1)库仑定律只适用于真空中静止点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理． (2)当r→0时，电荷不能再看