9.2库仑定律（知识解读） -2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019必修第三册）

9.2库仑定律（知识解读）（原卷版） •知识点1 点电荷 •知识点2 探究电荷间相互作用力的影响因素 •知识点3 库仑实验 •知识点4 库仑定律 •作业 巩固训练 知识点1 点电荷 1、定义：当带电体之间的距离比他们自身的大小大得多，以致带电体的大小及形状对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。 2、点电荷是理想化模型：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。 3、将带电体看成点电荷的条件：如果带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响很小，就可以忽略这些次要因素，只保留对研究的问题起关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。 4、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，形状及电荷分布状况，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。 5、三个点电荷在同一直线上的平衡规律：三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。三个点电荷的电荷量满足。 【典例1-1】关于点电荷，下列说法正确的是（    ） A．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷 B．体积很大的带电体都不可看作点电荷 C．只有正方形带电体才可以看作点电荷 D．质量很小的带电体都可以看作点电荷 【典例1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的 B．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C．根据F=k可知，当r趋近于0时，F趋近于∞ 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 【变式1-1】关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是（　　） A．点电荷的电荷量一定很小 B．电荷量很小的电荷就是元电荷 C．物体所带的电荷量是可以任意的 D．带电物体能不能看作点电荷取决于其形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略 【变式1-2】（多选）关于点电荷，下列说法正确的是（    ） A．质量很小的带电体都可以看作点电荷 B．体积很大的带电体有时也可看作点电荷 C．只有正方形带电体才可以看作点电荷 D．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷 知识点2 探究电荷间相互作用力的影响因素 1、实验原理：如下图受力分析所示，F＝mgtanθ ，F随θ变大（小）而变大（小）。 2、实验操作： （1）保持带正电的小球电荷量不变，改变悬点位置（先后挂在P1、P2、 P3位置），从而改变小球间距r，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与距离的关系。 （2）保持悬点位置不变，改变带正电的小球的电量q，观察夹角θ变化情况，探究电荷间作用力与电荷量的关系。 3、实验现象：q不变，r变大（小），θ变小（大）；r不变，q变大（小），θ变大（小）。 4、实验结论：电荷间的作用力与距离有关，与电荷量有关。 【典例2-1】在探究影响电荷之间相互作用力大小因素的过程中，老师做了如图所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在、、不同的位置，调节丝线长度，使小球与指电导体球O的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且。图中实验采用的方法是（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法 【典例2-2】（多选）利用如图所示的实验探究影响电荷之间相互作用力大小因素。O是一个带正电的绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3处，调节丝线长度，使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且θ1>θ2>θ3。关于这个实验，下列说法中正确的是（　　） A．通过该实验的现象可知，带电小球带正电 B．该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关 C．该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大，表示电荷之间的相互作用力越弱 D．通过该实验现象可知，电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离的二次方成反比 【变式2-1】为了探究影响电荷之间相互作用力大小的因素，某同学做了如图所示的实验。O是一个带正电的 绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3不同的位置，调节丝线长度，使小球与带电导体球O 的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且θ₁>θ₂>θ3。关于这个实验，下列说法中正确的是（　　）    A．该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们所带电荷量是否有关 B．该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关 C．