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1、第二节探究静电力第1页，本讲稿共13页一、点电荷一、点电荷当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。电体就叫做点电荷。特点：特点：（1）点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似）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，实际中于力学中的质点，实际中并不存在并不存在（2）一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不）一个带电体能否看作点电
2、荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其能单凭其大小和形状大小和形状确定确定（3）当带电体整体不能看成一个点电荷时，可以将整个带电体看成是一）当带电体整体不能看成一个点电荷时，可以将整个带电体看成是一系列点电荷的集合系列点电荷的集合第2页，本讲稿共13页【例题【例题【例题【例题1 1】关于点电荷的说法，正确的是：关于点电荷的说法，正确的是：A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷；只有体积很小的带电体才能看成点电荷；B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷；体积很大的带电体一定不能看成点电荷；C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的
3、影响可以忽略，这两个带电体可看成质点；忽略，这两个带电体可看成质点；D.一切带电体都可以看成点电荷。一切带电体都可以看成点电荷。【答案】【答案】【答案】【答案】C C第3页，本讲稿共13页探究影响电荷间相互作用的因素猜想：猜想：实验装置实验装置观察现象观察现象结果分析结果分析改变小球电量和两小球间距离改变小球电量和两小球间距离观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小电荷量间距q1q2第4页，本讲稿共13页二、库伦定律二、库伦
4、定律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，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。的连线上。表达式表达式第5页，本讲稿共13页库伦定律的说明（1）适用范围：）适用范围：静止点电荷静止点电荷点电荷（理想模型）点电荷（理想模型）均匀带均匀带绝缘绝缘电球体或球壳对其外部点电荷的作电球体或球壳对其外部点电荷的作用，用，r是两球心间的距离是两球心间的距离公式不适用于公式不适用于 的情况的情况rRr第6页，本讲稿共13页Rr-q+qq qr 2思考和讨论：
5、思考和讨论：1 1、两个半径都为、两个半径都为R R，形状、大小完全相同的金属球带等量异种电荷，形状、大小完全相同的金属球带等量异种电荷 两球心的间距为两球心的间距为r r，两球距离很近，你认为两球之间的库仑力等，两球距离很近，你认为两球之间的库仑力等 于于 吗？吗？请谈谈你对这个问题的看法。请谈谈你对这个问题的看法。如果要如果要 求金属棒对小带电体的作求金属棒对小带电体的作 用力用力,请你谈谈处理的思想或方法请你谈谈处理的思想或方法（不要求具体的结果）（不要求具体的结果）+-Qq r 22 2、一根长为、一根长为L L，很细的带电金属棒总电量为，很细的带电金属棒总电量为+Q,+Q,在其中点很
6、近处有在其中点很近处有 一小带电体一小带电体q q，q q与金属棒间的距离与金属棒间的距离rLrL，你认为金属棒与小带，你认为金属棒与小带 电体间的库仑力等于电体间的库仑力等于 吗？为什么？吗？为什么？第7页，本讲稿共13页库伦定律的说明（2 2）比例系数）比例系数k k，称为，称为静电力常量静电力常量国际单位：国际单位：静电力常量是一个与带电体周围介质有关静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量的量真空中（空气中近似相等）真空中（空气中近似相等）物理意义：两个电荷量为物理意义：两个电荷量为1C1C的点电荷在真的点电荷在真空中相距空中相距1m1m时，相互作用力时，相互作用力9.0109.010
7、9 9N N第8页，本讲稿共13页库伦定律的说明（3）使用库伦定律计算时，点电荷电量用）使用库伦定律计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性绝对值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、异性相吸判断方向相斥、异性相吸判断方向（4）库仑力（静电力）具有自己独特的大）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同时它也具有力的一切性质小和方向，同时它也具有力的一切性质（独立性、合成和分解时遵守平行四边形独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则，相互作用力定则，相互作用力）第9页，本讲稿共13页例1已知氢核的质量是已知氢核的质量是1.6710-27kg，电子的，电子的质量是质量是9.110-
8、31kg，在氢原子内它们之间，在氢原子内它们之间的最短距离为的最短距离为5.310-11m。试比较氢原子。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力中氢核与电子之间的库仑力和万有引力第10页，本讲稿共13页4、库伦定律与万有引力定律库仑力和万有引力虽然形式上非常类似，库仑力和万有引力虽然形式上非常类似，但性质不同，数量级也不同。在分析微观但性质不同，数量级也不同。在分析微观粒子的相互作用力时可忽略万有引力粒子的相互作用力时可忽略万有引力第11页，本讲稿共13页库仑定律与万有引力定律的比较库仑定律与万有引力定律的比较定定律律公式公式公式适用公式适用范围范围共同点共同点不同点不同点影响大影响大
9、小因素小因素库库仑仑定定律律只有引力都与距离的平方成反比。都与某个量的乘积成正比都有一个常数。万万有有引引力力定定律律点电荷质点有引力有斥力Q1Q2 rMm r第12页，本讲稿共13页例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的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是的等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 2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第13页，本讲稿共13页