《库仑定律》学案1
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二、库仑定律
[要点导学]
1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与 有关, 二是与 有关。
2.当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作 。
3.库仑定律:真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比,跟它们的 成反比,作用力的方向在 上。公式:F= ,式中k叫做 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电量的单位用 ,力的单位用 ,距离的单位用 ,则由实验得出k=9×109 。使用上述公式时,电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。如果其它条件不变,让两点电荷在介质中,其作用力将比它们在真空中的作用力小。
4.库仑的实验,库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图所示,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所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并他它靠近A时,A和C之问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。改变A与C之间距离_记录每次悬丝扭转的角度,便可找到力F与距离r的关系,实验的结果是力F与距离r的二次方成反比,即F∝1/r2。
在库仑那个年代,还不知道怎样测量物体所带的电荷量,甚至连电荷量的单位都没有。库仑发现,两个相同的 带电金属小球互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等,所以他断定这两个小球所带的电荷量相等。如果把一个带电金属小球与另一个 不带电的完全相同的金属小球接触,前者的电荷量就会分给后者一半。库仑就用这个方法,把带电小球的电荷量分为q/2、q/4、q/8……,这样库仑巧妙地解决了小球的带电量的测量问题。
5.库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式,但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。只要知道了带电体上的电荷分布情况,根据库仑定律和力的合成法则,就可以求出任意带电体之间的静电力。
6.应用库仑定律时应注意的问题
首先应注意库仑定律的适用条件。公式F=kQ1Q2/r2仅适用于 中(空气中近似成立)的两个 间的相互作用。
其次,应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行,即应用公式计算库仑力的大小时,不必将表示电荷Q1、Q2带电性质的 、 号代入公式中,只将其电量的绝对值代入,先计算出力的大小,再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向,这样可以避免将表示带电性质
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