2 库仑定律
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件.
科学探究：经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系.
科学思维：1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算.
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
1.实验现象：(如图1所示)
图1
(1)小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小.
(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大.
2.实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小.
二、库仑定律
1.点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷.
2.库仑定律
(1)内容：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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.
(2)公式：F＝k，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫做静电力常量.
(3)适用条件：①在真空中；②点电荷.
3.库仑的实验
(1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转角度比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比.
(2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比.
1.判断下列说法的正误.
(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法.(√)
(2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.(×)
(3)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷.(√)
(4)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力.(×)
2.真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍，电荷量都增大为原来的2倍.它们之间静电力的大小变为原来的________倍.
答案
一、库仑定律的理解与应用
1.点电荷
(1)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，实际中并不存在.
(2)带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷.
2.库仑定律
(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理.
(2)当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用.
(3)两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律.不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大.
(4)两个规则的带电球体相距比较近时，电荷的分布会发生改变，库仑定律不再适用.
例1 下列说法中正确的是( )
A.点电荷就是体积小的带电体
B.带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷
C.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷
D.根据库仑定律表达式F＝k，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞
答案 C
