1.2.2 库仑定律 讲义-2023-2024学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册
1.2库仑定律（2课时）
学习目标：1、理解点电荷的概念 2、掌握库仑定律，会解决库仑定律与力学综合问题
学习重点、难点：掌握点电荷概念和库仑定律及其应用
知识要点：
一、点电荷
如果一个带电体，它本身的大小比它到其他带电体的距离小得多，那么在研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这带电的几何点称为点电荷。
点电荷是一个理想化的模型，实际不存在，类似质点。
思考：现有一个半径为20cm的带电圆盘，问能否把它看作点电荷？
二、库仑定律
1、内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（我们把电荷之间的这种作用力称为静电力，又叫做库仑力）
2、公式：F＝k
，其中k叫静电力常量，k= （由库仑扭秤实验测得）
3、适用条件：a、真空，在空气也近似成立。b、点电荷 c、静止，低速运动也近似成立
4、库仑力是一种性质力，遵循牛顿第三定律，勿认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大
5、万有引力定律和库仑定律对比：
（1）相似之处：适用条件，万有引力定律是质点间，库仑定律是点电荷间；表达式相似。
（2）不同之处：万有引力只有吸引力，在天体间表现明显；库仑力既有引力又有斥力，在微观带电粒子间表现明显。
注：由于基本粒子（电子、质子、原子核、离子等）之间的库仑力远比它们之间的万有引力大得多，也比本身受地球引力（重力）大得多，它们之间不必考虑万有引力作用，也不用考虑重力作用。对于一些质量较大的带电粒子（小球、液滴、灰尘等）一般要考虑重力作用。
例1：两个点电荷甲和乙同处于真空中。
(1)甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的 倍。
(2)保持距离不变，若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的 倍；
(3)保持原电荷电量不变，将距离增为原来的2倍，则它们之间的相互作用力变为原来的 倍。
三、静电力叠加原理
库仑力是一种性质力，遵循力的合成与分解的平行四边形定则。对两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对改点电荷的作用力的矢量和。这个结论叫做静电力叠加原理。
例2、等边三角形ABC,边长为L，在顶点A、B处有等量异性点电荷QA、QB，QA=+Q,QB=-Q，在顶点C处的点电荷QC所受的静电力。
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例3、在光滑绝缘的水平地面上固定两个带电小球A、B，电荷量分别为＋Q和＋9Q，相距0.4m，如果引进第三个带电小球，使它处于平衡状态，这个小球应当放在什么位置？
四、库仑定律与力学综合
库仑力与重力，弹力，摩擦力一样是一种性质力，同样遵循力的合成与分解的平行四边形定则，同样服从牛顿力学中的所有规律。因此，在处理库仑力与力学综合问题时，只需要把库仑力当作一个普通力来对待就可以了。其分析思路和方法完全就是力学的思路与方法，只是在受力分析时，多分析一个库仑力而已。
库仑力作用下的平衡问题/非平衡问题的解题步骤如下：
a、确定研究对象
b、受力分析、正交分解\受力与运动分析、正交分解
c、列平衡方程\牛顿第二定律F=ma
d、解方程
例4、把质量为2g的带电小球A用细绳吊起来，若将带电小球B靠近带电小球A，当B球带电荷量
QB=4×10-6 C时，两个带电体恰在同一高度，且相距l=30cm，绳与竖直方向的夹角为45°，如图，试求：
（1）A球所受的静电力． （2）A球所带的电荷量．
课后练习：
1、下列说法中，正确的是( )
A．点电荷就是体积很小的带电体 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体
C．根据公式F＝k
，当r→0时，F→∞ D．静电力常量的数值是由实验得出的
2、A、B两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（ ）
A. 可能变大 B. 可能变小 C. 一定不变 D. 不能确定
3、两个点电荷相距为d，相互作用力大小为F；保持两点电荷电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小变为4F，则两点电荷之间的距离应变为（ ）
A. 4d B. 2d C. d/2 D. d/4
4、有两个完全相同的金属小球A和B（它们的大小可忽略不计），分别带电荷量q和5q，当它们在真空中相距一定距离时，A球对B球的斥力为F，若用绝缘手柄移动这两个小球，使它们相接触后分别再放回原处，
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