第九章靜電場及其應用庫侖定律1了解庫侖定律探究過程，體會實驗與類比在定律的建立過程中發(fā)揮的重要作用。2知道點電荷的概念，明確帶電體可以看作點電荷的條件。3理解庫侖定律的內(nèi)容、公式及適用條件。重點4理解靜電力的概念，會用庫侖定律進行有關(guān)計算。重點難點庫侖的實驗觀察與思考1.如圖，帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3等位置。(1)改變懸點位置，即改變帶電體C與帶電小球之間的距離，作用力會如何改變？答案電荷之間的作用力隨著距離的增大而減小。(2)在同一位置增大小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？答案作用力隨著電荷量的增大而增大。(3)電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？答案電荷之間作用力的大小與電荷量和電荷間的距離有關(guān)。2.如圖所示的實驗裝置為庫侖扭秤。細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A。另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力相等，使絕緣棒平衡，當把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，便可找到力F與距離r和電荷量q的關(guān)系。這一實驗中用到了下列哪些方法？答案微小量放大法和控制變量法。[梳理與總結(jié)]1.庫侖扭秤實驗是通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度比較靜電力F大小的。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與距離r的二次方成反比。2.庫侖在實驗中為研究F與q的關(guān)系，采用的是用兩個完全相同的金屬小球，一個帶電，一個不帶電，互相接觸后，電荷量平分的方法，發(fā)現(xiàn)F與q1和q2的乘積成正比。庫侖定律觀察與思考1.庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上，這個規(guī)律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作靜電力或庫侖力。(2)表達式：F＝_____，其中r指的是兩點電荷間的距離；k＝9.0×109

N·m2/C2，叫作靜電力常量。(3)適用條件：a.在真空中；b.靜止點電荷。2.點電荷(1)定義：當帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫作點電荷。(2)帶電體看成點電荷的條件：帶電體本身的大小遠小于它們之間的距離。(3)點電荷是一個理想化模型，與力學中的質(zhì)點類似。思考與討論1.當兩個電荷之間的距離r→0時，能否根據(jù)F＝

推出兩電荷之間的庫侖力F→∞？答案不能，當r→0時電荷不能看成點電荷了。2.兩個半徑為r的金屬球，球心間距離為3r，現(xiàn)使兩球帶上等量同種電荷q，它們之間的庫侖力F＝

，對嗎？若使兩球帶上等量異種電荷，庫侖力為F＝

，對嗎？答案兩個規(guī)則的帶電球體相距比較近時，不能被看作點電荷，此時必須考慮電荷在球上的實際分布。若帶同種電荷時，如圖(a)，由于排斥，電荷分布于最遠的兩側(cè)，電荷中心距離大于3r，此時F<

；若帶異種電荷時，如圖(b)，由于吸引，電荷分布于最近的兩側(cè)，電荷中心距離小于3r，此時F>

。辨析(1)兩電荷的電荷量越大，它們間的靜電力就越大。(

)(2)只要是體積很小的帶電體就能看作點電荷。(

)(3)兩點電荷之間的作用力是相互的，其方向相反，但電荷量大的對電荷量小的電荷作用力大。(

)(4)只要是均勻的球形帶電體，不管球的大小如何，都能看作點電荷。(

)××××導練1.(2023·河南周口高二開學考試)如圖所示，點電荷甲固定在正方形的O點，將另一點電荷乙從正方形的a點移動到b點，點電荷乙在a、b兩點所受的靜電力大小之比是A.1∶1 B.2∶1C.1∶2

D.3∶2√2.A、B、C三點在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷。當在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，B處點電荷所受的靜電力為F；移去A處點電荷，在C處放一電荷量為－2q的點電荷，則B處點電荷所受的靜電力為√且不管B處點電荷是正電荷還是負電荷，兩種情況下，B處點電荷受到的靜電力的方向都與F相同，故B正確。3.如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻帶有－Q的電荷，另一電荷量為＋q的點電荷放在球心O上，由于對稱性，點電荷受力為零。現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(r?R)的一個小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受的力的大小和方向分別是怎樣的？答案見解析靜電力計算觀察與思考1.微觀帶電粒子間的萬有引力遠小于庫侖力。在研究微觀帶電粒子的相互作用時，可以把萬有引力忽略。2.兩點電荷間的庫侖力與周圍是否存在其他電荷無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。3.兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。這個結(jié)論叫作靜電力疊加原理。4.任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫侖定律就可以求出帶電體之間的靜電力的大小和方向。導練4.如圖所示，分別在A、B兩點放置電荷量分別為Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C的點電荷。在AB的垂直平分線上有一點C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m。如果有一電子靜止放在C點處，靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，則它所受的靜電力的大小為________N，方向__________________。8×10－21平行于AB連線向左＝8.0×10－21N同理可得FB＝8.0×10－21N由平行四邊形定則和幾何知識得，靜止放在C點的電子受到的靜電