第2节 库仑定律.docx

第2节库仑定律
核心 素养
物理观念
科学思维
科学探究
知道点电荷的 概念。
理解库仑定律 的内容、公式及 适用条件。
通过抽象概括建立点电荷这种 理想化模型。
进 步了解控制变量法在实验 中的作用。
会用库仑定律进行有的理解
［观察探究］
如图，“嫦娥三号”月球探测器升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电。
（1） 在研究“嫦娥三号”与地球的静电力时，能否把“嫦娥三号”看成点电荷？
（2） 研究点电荷有什么意义？
答案（1）能（2）点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是我们抓住主要因素、 忽略次要因素抽象出的物理模型。
［探究归纳］
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。
带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论。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。
温馨提示
如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电 荷分布状况对它们之间相互作用力的影响很小时，就可以忽略形状、大小等次要 因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，这样处理会使问题大为简化，对结果 又没有太大的影响，这是物理学上经常用到的方法。
［试题案例］
［例1］下列关于点电荷的说法正确的是（）
任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
体积很大的带电体一定不能看成是点电荷
当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷
一切带电体都可以看成是点电荷
解析能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大 小和形状。能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据
具体情况而定。若它的体积和形状可不予考虑，就可以将其看成点电荷，若带电 球体电荷分布不均匀，则球形带电体的电荷不能看成全部集中于球心的点电荷， 故选项C正确。
答案C
［针对训练1］（多选）关于点电荷，下列说法正确的是（）
点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
点电荷是一种理想模型
点电荷的最小带电荷量等于元电荷
球形带电体都可以看作点电荷
解析 点电荷是一种物理模型，实际中并不存在，选项B正确；一个带电体能 否看成点电荷，不是看它的大小和形状，而是看它的大小和形状对所研究的问题 的影响是否可以忽略不计，若可以忽略不计，则它就可以看作点电荷，否则就不 能看作点电荷，选项A、D错误；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，选 项C正确。
答案 BC
核心要点
对库仑定律的理解
［观察探究］
如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正 .■■:
电的相同的小球，分别挂在p1、尸2、p3的位置，可观察到小㊀1 1 球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。此实验得出的结论是什么？
答案在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如 本实验，根据小球的偏角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性 和电荷量，不能研究电荷之间作用力和电性、电荷量关系，故得出的实验结论是: 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关。
［探究归纳］
库仑力的确定方法
大小计算：利用库仑定律计算静电力大小时，不必将表示电性的正、负号代 入公式，只代入幻、q2的绝对值即可。
⑵方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。
两个点电荷间的库仑力
真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有 关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。
两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电多 少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向。
两个带电球体间的库仑力
两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定 律，球心间的距离就是二者的距离。
两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时两带电球体之 间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变，即电荷的分布会发生改变。若带同 种电荷时，如图(a)，由于排斥而距离变大，此时FV籍；若带异种电荷时，如 图(b)，由于吸引而距离变小，此时F>*。
特别提醒
两个电荷间的距离,一0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，所以违背了库 仑定律的适用条件，不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用力，因此不能 认为F一 8。
［试题案例］
［例2］A、B、C三点在同一直线上，AB : BC= 1 : 2, B点位于A、C之间，在B 处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+ q的点电荷时，Q所受 到的静电力为F;移去A处电荷，在C处放一电荷量为一2q的点电荷，Q所受 静电力