高中物理-库仑定律

同一电荷，位置不同，观察同一电荷，位置不同，观察现象有什么不同现象有什么不同同一位置，不同电荷，同一位置，不同电荷，现象又是什么？现象又是什么？结论：结论：与电荷间相互作用力有关的因素与电荷间相互作用力有关的因素（控制变量）（控制变量）a.两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大。两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大。b.两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大。两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大。静电力（库仑力）：电荷间的相互作用力静电力（库仑力）：电荷间的相互作用力公式：公式：221rqqkF 其中其中k为静电力常量且为静电力常量且k=9.0109Nm2/C2适用条件：真空中适用条件：真空中 点电荷点电荷1、点电荷是相对而言的，只要带电体间的距离比它们、点电荷是相对而言的，只要带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样时，这样 的带电体就可以看作带电的点（即点电荷）的带电体就可以看作带电的点（即点电荷）2、叙述库仑定律的内容不仅要说明静电力的大小，、叙述库仑定律的内容不仅要说明静电力的大小，而且要说明静电力的方向。严格地说，库仑定律只适而且要说明静电力的方向。严格地说，库仑定律只适用于真空中的两个静止的点电荷，但实际上对空气中用于真空中的两个静止的点电荷，但实际上对空气中两个静止的点电荷，也可以用库仑定律计算它们之间两个静止的点电荷，也可以用库仑定律计算它们之间的静电力的静电力 3、库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，、库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的一切性质，如力库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的一切性质，如力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律动的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律动能定理，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一能定理，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用这就是：电学问题，力学方法样使用这就是：电学问题，力学方法4、当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作、当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律，任一点电荷受到的总静电力等于用仍遵守库仑定律，任一点电荷受到的总静电力等于其它点电荷单独存在时作用在该点电荷上的静电力的其它点电荷单独存在时作用在该点电荷上的静电力的矢量和。矢量和。5、任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成、任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和的，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向和方向。6、两个均匀带电球体相距较远时也可以视为点电荷，、两个均匀带电球体相距较远时也可以视为点电荷，r应为两球体球心间的距离（即将带电球体看成电荷量应为两球体球心间的距离（即将带电球体看成电荷量集中于球心的点电荷）。但当两带电球体相距较近时，集中于球心的点电荷）。但当两带电球体相距较近时，电荷间的相互作用力使金属球上的电荷分布变得不均电荷间的相互作用力使金属球上的电荷分布变得不均匀，当两个金属球带同种电荷时，两球的电荷在较远匀，当两个金属球带同种电荷时，两球的电荷在较远处分布的多一些，处分布的多一些，r大于两球心之间的距离，作用力变大于两球心之间的距离，作用力变小；当两金属球带异种电荷时，电荷在较近处分布的小；当两金属球带异种电荷时，电荷在较近处分布的多一些，多一些，r小于两球心之间的距离，作用力变大小于两球心之间的距离，作用力变大。FQrFmrFFQGmmFF12222212212121919113127160160910167=kQ=Gm=kQ=9.01010106.67101010=2.310111939，.例例1、已知氢核（质子）的质量是、已知氢核（质子）的质量是1.6710-27kg，电子，电子的质量为的质量为9.110-31kg，在氢原子内它们之间的最短距，在氢原子内它们之间的最短距离为离为5.310-11m，试比较氢原子中氢核与电子之间的库，试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。仑力和万有引力。解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是由此可见：在微观带电粒子（电子、质子、原子核和失去外由此可见：在微观带电粒子（电子、质子、原子核和失去外层电子的离子等）的相互作用中静电力远远大于万有引力层电子的离子等）的相互作用中静电力远远大于万有引力 例例2：真空中有三个点电荷，它们固定在边长：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+210-6C，求它们各自所受的库仑力？求它们各自所受的库仑力？解：如图所示，每个点电荷都受到其他两个点解：如图所示，每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，只求出其中一个点电荷受的库仑电荷的斥力，只求出其中一个点电荷受的库仑力即可。以力即可。以q3为研究对象，共受到为研究对象，共受到F1和和F2的作的作用，用，q1=q2=q3=q，相互间的距离，相互间的距离r 都相同。都相同。144.02221rqkFF根据平行四边形定则，合力根据平行四边形定则，合力 25.030cos21 FFN，方向沿，方向沿q1与与q2连线的垂直平分线向外连线的垂直平分线向外 N例例3、如图，在真空中，两条长为、如图，在真空中，两条长为60cm的丝线一端的丝线一端固定于固定于O点，另一端分别系一质量均为点，另一端分别系一质量均为0.1g的小球的小球A和和B。当两小球带相同的电量时，。当两小球带相同的电量时，A球被光滑的绝缘球被光滑的绝缘挡板挡住，且使挡板挡住，且使OB线保持与竖直方向成线保持与竖直方向成60角而静角而静止。求：止。求：（1）B小球所受到的库仑力小球所受到的库仑力（2）小球所带电荷量）小球所带电荷量（3）OB线受到的拉力线受到的拉力ABO60答案：答案：110-3C 210-7C 110-3N