1、库仑定律库仑定律【复习回顾复习回顾】同种电荷相互同种电荷相互 异异种电荷相互种电荷相互 排斥排斥吸引吸引【思考思考】电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关？电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关？电荷间的作用力，随电荷电量的增大而增大，电荷间的作用力，随电荷电量的增大而增大，随距离的增大而减小随距离的增大而减小定量的关系是什么呢？定量的关系是什么呢？一、一、库仑的实验库仑的实验(一一)法国物理学家库仑利用扭秤研究法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。距离的关系。1 1、实验装置：、实验装置：库仑扭秤库仑扭秤平衡小球平衡小球B
2、 B细银丝细银丝带电小球带电小球C C带电小球带电小球A A刻度盘与指针刻度盘与指针平衡小球平衡小球B B细银丝细银丝带电小球带电小球C C带电小球带电小球A A刻度盘与指针刻度盘与指针2 2、实验原理：实验原理：A A和和C C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系的大小有一定的对应关系3 3、实验方法：实验方法：控制变量法控制变量法4 4、实验步骤：实验步骤：探究探究F F与与r r的关系：的关系：(1)(1)把另一个带电小球把另一个带电小球C C插入容插入容器并使它靠近器并使它靠近A A时，记录扭转时，记录扭转的角度可以比较力的
3、大小的角度可以比较力的大小(2)(2)改变改变A A和和C C之间的距离之间的距离r r，记，记录每次悬丝扭转的角度，便可录每次悬丝扭转的角度，便可找出找出F F与与r r的关系的关系探究F与q的关系：改变改变A A和和C C的电量的电量q q1 1、q q2 2，记录每次悬丝，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出扭转的角度，便可找出F F与与q q1 1、q q2 2的关系的关系 在库仑那个时代，还不知道怎么样测量在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变没有，又怎么样做到改变A A和和C C的电荷量呢？的
4、电荷量呢？ACQA4Q电量均分电量均分A2QC2QAD2Q条件：大小、形状、条件：大小、形状、材料完全相同的小球材料完全相同的小球1.1.当电量不变时，当电量不变时，F F与距离与距离r r的的二次方成反比二次方成反比 F F2 2、当之间距离不变时、当之间距离不变时,F F与与 的乘积成正比的乘积成正比 F F结论：结论：12q q21r12q q综合结论综合结论:221rQQkF 21Fr式中的式中的k k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为测定其值为:9229.0 10 N m/Ck 221rQQF 1 2FQQ二、二、库仑定律库仑定律内容内
5、容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力（真空中两个静止点电荷之间的相互作用力（叫静电力或叫静电力或库仑力库仑力），跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二），跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，次方成反比。作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。异种电荷相互吸引。适用条件：适用条件：真空中的点电荷真空中的点电荷（空气中的点电荷近似适用）（空气中的点电荷近似适用）公式：公式：9229.0 10 N m/Ck 遵循牛顿第三定律，力的平行四边形遵循牛顿第三定律，力的平行四边形定则定则静电力（库仑力）：
6、静电力（库仑力）：点电荷点电荷（理想模型）（理想模型）只有电量，没有大小、形状的理只有电量，没有大小、形状的理想化模型想化模型点电荷的条件：实际点电荷的条件：实际的带电体在本身的大小跟带电体的带电体在本身的大小跟带电体间的距离相比小得多时可看作是点电荷间的距离相比小得多时可看作是点电荷忽略带电体的大小忽略带电体的大小！同种电荷电荷布在金属球外侧同种电荷电荷布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧异种电荷电荷分布在金属球内侧想一想：想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？适用于球心位置的点电荷？适用于r=0的情况的情况?+Q+Q
7、L=4r+Q-QL=4r例例1：如下图所示，两个带异种电荷，电量均为如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均质小球，小球的半径为的均质小球，小球的半径为r，两球相距为，两球相距为R，那，那么它们之间库伦力大小（么它们之间库伦力大小（）+Q Q-Q QR22R)(2rQk、等于A22R)(2rQk、大于B22R)(2rQk、小于C22RQk、等于DB+Q-QR 2.(多选多选)真空中真空中,相隔一定距离的两个异种点电荷相隔一定距离的两个异种点电荷,它们它们之间相互作用的静电力为之间相互作用的静电力为F。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A.F是引力是引力B.F是斥力是斥力C.若增大两电荷间
8、的距离若增大两电荷间的距离,则则F减小减小D.若两电荷间的距离若两电荷间的距离r0,则则FACC例例2.(多选多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球小球,相距很远放置相距很远放置,其中一个球带的电荷量是另一个的其中一个球带的电荷量是另一个的5倍倍,它们之间的库仑力大小是它们之间的库仑力大小是F。现将两球接触后再放回。现将两球接触后再放回原处原处,它们之间的库仑力大小可能为它们之间的库仑力大小可能为()A.B.C.D.D F95F94F45F59例例3.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
9、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。q1q3q2F1F2F三个点电荷的受力情况都相同，以三个点电荷的受力情况都相同，以q q3 3为例为例q q3 3受到大小相同的库仑力受到大小相同的库仑力F F1 1和和F F2 2NrqkFF144.02221NFF25.030cos21合力方向沿方向沿q q1 1与与q q2 2连线的垂直平分线向外连线的垂直平分线向外变式变式1.如图所示如图所示,在在A、B两点分别放置点电荷两点分别放置点电荷Q1=+210-14 C和和Q2=-210-14 C,在在AB的垂直平分的垂
10、直平分线上有一点线上有一点C,且且AB=AC=BC=610-2 m。如果有一。如果有一个电子在个电子在C点点,它所受到的库仑力的大小和方向如何它所受到的库仑力的大小和方向如何?如图所示如图所示,a、b两个带电小球分别用绝缘细线系住两个带电小球分别用绝缘细线系住,并悬并悬挂在挂在O点点,当两小球静止时当两小球静止时,恰好在同一水平面上恰好在同一水平面上,此时两此时两细线与竖直方向夹角满足细线与竖直方向夹角满足4x Bx2 4x1 Cx2 4x1 Dx2x1 C三个三个点电荷点电荷的平衡问题的平衡问题CAB2、若、若A、B自由，自由，三三球平衡，球平衡，C求带正电还是负电？求带正电还是负电？CAB
11、CABA、B不能平衡不能平衡两侧是同种电荷，中间是异种电荷两侧是同种电荷，中间是异种电荷结论一：结论一：两同夹异两同夹异1、若、若A、B固定，三球平衡，固定，三球平衡，C在哪个位置，带正电还是负电？在哪个位置，带正电还是负电？CAB例例4：两个可自由移动的点电荷分别放在两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，两处，如图所示如图所示A处电荷带正电处电荷带正电Q1，B处电荷带负电处电荷带负电Q2，且，且Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在放在AB直线上欲使整个系统处于平衡状态，直线上欲使整个系统处于平衡状态，则则 A、Q3为负电荷，且放于为负电荷，且放
12、于A左方左方 B、Q3为负电荷，且放于为负电荷，且放于B右方右方C、Q3为正电荷，且放于为正电荷，且放于AB之间之间 D、Q3为正电荷，且放于为正电荷，且放于B右方右方A规律规律1：两同夹异：两同夹异规律规律2：两大夹小：两大夹小3、A和和B、C电荷量的大小关系？电荷量的大小关系？CABr1r2qcqAqBCFBCFACABABcAcBACBCqqrrrqqrqqkrrqqkFF2122121221)()(FABFCBBACACBCBACBABqqrrrqqrrqqkrqqkFF2222122122)()(两侧电荷量大，中间是电荷量小两侧电荷量大，中间是电荷量小 结论二：结论二：两大夹小两大夹小结论：电结论：电荷量比等荷量比等于距离比于距离比CABr1r2qcqAqB4、r1、r2与与B、C的电量关系的电量关系？FCAFBAACBBCBCABACBACAqqrrqqrrrrqqrqqkrqqkFF时，时，122122212221中间电荷靠近两侧电荷量较小的那一个中间电荷靠近两侧电荷量较小的那一个结论三：结论三：近小远大近小远大
