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　　第 2节  库仑定律
　　情景引入
　　人类对电现象的熟悉、研究，经历了很长的时间。直到16世纪人们才对电的现象有了深入的熟悉。吉尔伯特比较系统地研究了静电现象，第一个提出了比较系统原始理论，并引人了“电吸引”这个概念。但是吉尔伯特的工作仍停留在定性的阶段，进展不大。18世纪中叶，人们借助于万有引力定律，对电和磁做了种种猜测。1785年，库仑用扭称实验测量两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的关系。他通过实验得出：“两个带有同种类型电荷的小球之间的排斥力与这两球中心之间的距离平方成反比。”同年，他在《电力定律》的论文中介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。 
　　学习目标
　　1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量．
　　2．会用库仑定律的公式进行有关的计算．
　　3．知道库仑扭秤的实验原理．
　　自主探究
　　问题1：
　　电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？
　　问题2：
　　库仑定律的适用条件？
　　问题3：
　　库仑扭秤的原理？
　　重难点探究
　　探究一：静电力与点电荷模型
　　1．静电力
　　(1)定义：电荷间的相互作用力，也叫库仑力。
　　(2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、电荷量、电荷分布、二者间的距离等。
　　2．点电荷
　　(1)物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。
　　(2)两个带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大。
　　探究二：库仑定律
　　1．库仑定律
　　(1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。
　　(2)公式：F＝kQ1Q2r2。
　　(3)静电力常量k＝9.0×109_N•m2/C2。
　　(4)适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。
　　2．静电力叠加原理
　　对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
　　典例启迪
　　【题型一】对库仑定律的理解
　　【例1】如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝 对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为(　　)
　　A．F引＝Gm2l2，F库＝kQ2l2     B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2
　　C．F引≠Gm2l2，F库＝kQ2l2     D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l2
　　思路点拨：物体的质量不随万有引力的作用分布发生变化，但金属球的电荷分布将因库仑力的作用而发生变化。
　　[解析]万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，由于两球的间距l只有半径的3倍，不能看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件。故选项D正确。
　　答案：D
　　思维总结：计算质量均匀分布的球之间的万有引力时，可将两球心简单的距离当成两球之间的距离，而计算两金属带电球体间的库仑力时，由于电荷会因库仑力的作用而不均匀分布，所以不能将两球心间的距离带入库仑定律的表达式。
　　变式训练1-1：对于库仑定律，下列说法正确的是(　　)
　　A．凡计算两个电荷间的作用力，就可以使用公式F＝kq1q2r2
　　B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算它们之间的相互作用力
　　C．相互作用的点电荷，只有它们的电荷量相同，它们之间的库仑力才大小相等
　　D．库仑定律是实验定律
　　思路点拨：根据库仑定律的公式判断。
　　【题型二】库仑定律与电荷守恒定律的综合应用