庫侖定律高二主講老師：點電荷的概念1庫侖定律的內容2庫侖定律的應用2【模塊一】點電荷的應用點電荷質點：只有q，沒有大小形狀帶電的①形狀、大小、電荷分布可以忽略②均勻帶電的球體或球殼++++++++++++

注意：一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其形狀和大小確定。對點電荷的理解點電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學中的質點，實際中并不存在.帶電體能否看成點電荷視具體問題而定。如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多，則帶電體的大小及形狀就可以忽略，此時帶電體就可以看成點電荷。例1(單選)下列對點電荷的理解正確的是A.體積很大的帶電體都不能看作點電荷B.只有體積很小的帶電體才能看作點電荷C.只要是球形帶電體，無論球多大，都能看作點電荷D.當兩個帶電體的形狀和大小對它們之間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體都能看作點電荷解析帶電體能否看作點電荷是由所研究問題的性質決定的，與自身大小、形狀無直接關系，故A、B、C錯誤；當兩個帶電體的形狀和大小對它們間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體均可看作點電荷，故D正確.例2（單選）物理學引入“點電荷”概念，從科學方法上來說屬于A.觀察實驗的方法 B.控制變量的方法C.等效替代的方法 D.建立物理模型的方法解析D點電荷是為了研究物理問題方便而引入的物理模型，是由實際物體抽象所得，D正確.例3.關于元電荷和點電荷的說法正確的是A.元電荷就是點電荷B.質子就是元電荷C.點電荷一定是電荷量很小的電荷D.兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理解析元電荷是最小的電荷量，而點電荷是一種理想化的物理模型，二者不是同一物理概念，故A錯誤；元電荷是最小的電荷量，不是質子，故B錯誤；點電荷是將帶電物體簡化為一個帶電的點，帶電體能不能看作點電荷，不是看帶電體的體積大小和電荷量大小，而是看帶電體的大小相對于帶電體間的距離能不能忽略不計，即兩個帶電體的大小和形狀對它們之間相互作用力的影響能不能忽略不計，所以即使體積很大的帶電體也可能看作點電荷，即使是電荷量很小的電荷也不一定能看作點電荷，兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理，故C錯誤，D正確.例4(多選)下列關于點電荷的說法正確的是(

)A．兩個帶電體無論多大，只要它們之間的距離遠大于它們的大小，這兩個帶電體就可以看作點電荷B．一個帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點電荷C．一個體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點電荷D．兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理解析AD

[無論兩帶電體自身大小怎樣，當兩帶電體之間的距離遠大于它們的大小時，帶電體本身的大小對于所研究的問題影響很小，可把帶電體看作點電荷，選項A正確，而選項C錯誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本身的大小和形狀對問題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點電荷，選項B錯誤；兩個帶電金屬小球，若離的很近，兩球所帶的電荷在靜電力作用下會分布不均，電荷的分布影響到靜電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點電荷間距大于球心距離；若帶異種電荷，相互吸引，等效的點電荷間距小于球心距離，因此，選項D正確。]例5(單選)美國東部一枚火箭從佛羅里達州肯尼迪航天中心39B發射塔沖天而起。這是美國未來載人航天工具——“戰神Ⅰ－X”火箭的第一次升空。升空過程中由于與大氣摩擦產生了大量的靜電，如果這些靜電沒有被及時導走，下列情況中，升空后的“戰神Ⅰ－X”火箭能被視為點電荷的是(

)

A．研究“戰神Ⅰ－X”火箭外部與其相距1m處的一個帶電微粒之間的靜電力B．研究“戰神Ⅰ－X”火箭與地球(帶負電)之間的靜電力C．任何情況下都可視為點電荷D．任何情況下都不可視為點電荷解析B[當火箭離開地球較遠時，火箭的大小對火箭與地球之間的距離可忽視不計。電荷在火箭上的分布情況對研究火箭與地球間靜電力的作用可忽略不計，此時火箭可看作點電荷，選B。]【模塊二】庫侖定律庫侖的實驗

法國物理學家庫侖利用扭秤研究出了電荷間相互作用力的大小跟電量和距離的關系。1、實驗裝置：庫侖扭秤2、器材組成：細銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B想一想：B球的作用是什么呢？庫侖的實驗

法國物理學家庫侖利用扭秤研究出了電荷間相互作用力的大小跟電量和距離的關系。1、實驗裝置：庫侖扭秤2、器材組成：細銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B使A球在水平面內平衡想一想：B球的作用是什么呢？3、實驗方法：控制變量法4、實驗步驟：探究F與r的關系：（1）把另一個帶電小球C插入容器并使它靠近A時，記錄扭轉的角度可以比較力的大小（2）改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉的角度,便可找出F與r的關系探究F與q的關系：

改變A

和C

的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出F與q1、q2的關系庫侖的實驗庫侖的實驗

庫侖定律：真空中兩個靜止的點電荷，它們之間的相互作用力，與它們電荷量乘積成正比，與它們距離二次方成反比

注：標量式，非完全的點模型，當兩個小球較近時，距離和半徑相差不大時，靜電感應不可忽略兩個半徑為R的金屬球，球心間距離為r，帶電荷量均為q，它們之間的庫侖力F＝k，對嗎？[深度思考]

兩個規則的帶電球體相距比較近時，不能被看作點電荷，此時必須考慮電荷在球上的實際分布.若帶同種電荷時，如圖(a)，由于排斥，電荷分布于最遠的兩側，電荷中心距離大于r，此時F<k；若帶異種電荷時，如圖(b)，由于吸引，電荷分布于最近的兩側，電荷中心距離小于r，此時F>k.例1關于庫侖定律，下列說法正確的是A.庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積最小的帶電體B.根據F＝

，當兩個帶電體間的距離趨近于零時，靜電力將趨向于無窮大C.所帶電荷量分別為Q和3Q的點電荷A、B相互作用時，B受到的靜電力是A受到的靜電力的3倍D.庫侖定律的適用條件是真空和靜止點電荷解析如果在研究的問題中，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間作用力的影響可以忽略不計，即可將它看作是一個帶電的點，則這樣的帶電體叫作點電荷，故A錯誤；兩個帶電體間的距離趨近于零時，帶電體已經不能看成點電荷了，F＝k已經不能適用，故B錯誤；根據牛頓第三定律可知，A、B相互作用時，B受到的靜電力與A受到的靜電力大小相等，故C錯誤；庫侖定律的適用條件是真空和靜止點電荷，故D正確.例2(單選)A、B、C三點在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷.當在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，Q所受的靜電力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為－2q的點電荷，則Q所受的靜電力為解析在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，在C處放一電荷量為－2q的點電荷時，且不管點電荷Q是正電荷還是負電荷，兩種情況下，Q受到的靜電力的方向都相同，故B正確.