2.库仑定律 (2)

2015,年上学期,制作,10,湖南长郡卫星远程学校,同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。,同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。,既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？,影响两点电荷间作用力的因素：,距离和电荷量,实验表明，电荷之间的作用力随着电荷,量的增大而增大，随着距离的增大而减小。,早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑,.,库仑做了大量实验,于,1785,年得出了库仑定律,.,库仑扭秤,库仑的实验,库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球,A,，另一端有一个不带电的球与,A,球的重力平衡。当把另一个带电的小球,C,插入容器并使它靠近,A,时，,A,和,C,之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。,1,、保持,A,、,C,两球的带电量不变，改变,A,、,C,之间的距离,r,，记录每次悬丝扭转的角度，便可以找到力,F,与距离,r,的关系。,2,、保持,A,、,C,两球之间的距离,r,不变，改变,A,、,C,的带电量,q,1,和,q,2,，记录每次悬丝扭转的角度,便可以找到力,F,与,q,1,和,q,2,的关系。,1.,F,与,r,有关,2.,F,与,q,有关,库仑的实验,研究方法：,控制变量法,.,结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离,r,，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即,F,1/,r,2,结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即,F,q,1,q,2,库仑定律,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。,库仑定律,大小：,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。,库仑定律,其中,k,叫静电力常量：,k=9.010,9,Nm,2,/C,2,是由实验测定出来的,大小：,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。,库仑定律,电荷间相互作用力叫做,静电力,或,库仑力,.,适用范围：,1.,真空中；,2.,点电荷,.,其中,k,叫静电力常量：,k=9.010,9,Nm,2,/C,2,是由实验测定出来的,大小：,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。,点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的,“,质点,”,类似。,点电荷,:,典型例题,例,1,关于点电荷的下列说法中正确的是,:A.,真正的点电荷是不存在的,B.,点电荷是一种理想模型,C.,足够小（如体积小于,1,）的电荷就是点电荷,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,典型例题,例,1,关于点电荷的下列说法中正确的是,:A.,真正的点电荷是不存在的,B.,点电荷是一种理想模型,C.,足够小（如体积小于,1,）的电荷就是点电荷,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,如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷要受到什么力？,如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷要受到什么力？,两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此，两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。,【,例,2,】,已知氢核（质子）是,1.6710,-27,kg,，电子的质量是,9.110,-31,kg,，在氢原子内它们之间的最短距离为,5.310,-11,m,。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。,【,例,2,】,已知氢核（质子）是,1.6710,-27,kg,，电子的质量是,9.110,-31,kg,，在氢原子内它们之间的最短距离为,5.310,-11,m,。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。,【,例,2,】,已知氢核（质子）是,1.6710,-27,kg,，电子的质量是,9.110,-31,kg,，在氢原子内它们之间的最短距离为,5.310,-11,m,。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。,从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的,2.3,10,39,倍。正因如此，以后在研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力。,【,例,2,】,已知氢核（质子）是,1.6710,-27,kg,，电子的质量是,9.110,-31,kg,，在氢原子内它们之间的最短距离为,5.310,-11,m,。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。,库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律，人们至今还不能说明它们的这种相似性，物理学家还在继续研究。,【,例,3,】,真空中有三个点电荷，它们固定在边长,50cm,的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是,+210,-6,C,，求它们所受的库伦力。,【,例,3,】,真空中有三个点电荷，它们固定在边长,50cm,的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是,+210,-6,C,，求它们所受的库伦力。,【,例,4,】,下列说法中正确的是：,A.,点电荷就是体积很小的电荷,B.,点电荷就是体积和带电量都很小的带电体,C.,根据 可知，当,r,0,时，,F,D.,静电力常量的数值是由实验得到的,【,例,4,】,下列说法中正确的是：,A.,点电荷就是体积很小的电荷,B.,点电荷就是体积和带电量都很小的带电体,C.,根据 可知，当,r,0,时，,F,D.,静电力常量的数值是由实验得到的,