人教版（2019）物理（必修第三册）

第九章 静电场及其应用

第2节．库仑定律

【课标要求】

知道点电荷模型．知道两个点电荷间相互作用的规律．体会探究库仑定律过程中的科学思想方法．

【学习目标】

1. 通过实验探究电荷间作用力的规律．

2. 理解并应用库仑定律和静电力的概念．

3. 掌握影响库仑力的各种因素．

【学习重难点】

重点：理解库仑定律的内涵和适用条件.

难点：用库仑定律的公式进行有关计算，静电力的叠加原理计算点电荷受多个点电荷作用力．

课本导练

预备知识

1. 库仑定律

（1）点电荷：________________________________________________．

（2）库仑定律

①内容：___________________________________________________．

②公式：静电力F＝___________，其中k＝___________，叫作_____________．

预习自测

1．真空中有两个完全相同的均匀带电金属小球（可视为点电荷），带电量分别为-Q和+3Q，将它们放在相距为  的两点，它们之间库仑力的大小为F；若将它们接触一下，再放回原来的位置，它们之间库仑力的大小是（      ）

A．  B．  C．  D．

2．真空中两个带等量异种电荷的相同的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为 .现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B之间的静电力变为多少？若再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力又为多少？

3．在边长为a的正方形的每个顶点上都放置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们的位置不变，每个电荷受到的其它三个电荷的静电力的合力是多大？

展示讨论

小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示．

1. 半径为 的两个金属球，其球心相距 ，现使两球带上等量的同种电荷 ，两球之间的静电力 吗？说明道理．

2. 将电荷量Q分配给可视为点电荷的两个金属球，间距一定的情况下，怎样分配电荷量才能使它们之间的静电力最大？请进行论证．

点评点拨

一、电荷之间的作用力

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．

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成正比，与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．

电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力．

2. 表达式：F=k 

表达式中k=9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量，其物理意义是当两个电荷量为1 C的点电荷在真空中相距1 m时，相互作用力是9.0×109 N．库仑力是性质力．

库仑定律适用范围

1.  ___________________________________________．

2.  ___________________________________________．

3.  ___________________________________________．

4.  ___________________________________________．

例1．
如图所示，一带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上．当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带_____电荷（选填“正”或“负”）．若把导体球M靠近带电小球N，则丝线与竖直方向的夹角θ将_____（选填“变大”或“变小”）．

二、库仑的实验