2019-2020学年粤教版选修3-1 第一章第二节 探究静电力 学案
2019-2020学年粤教版选修3-1  第一章第二节  探究静电力  学案第3页

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.

(4)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.

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

解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体,也不能理解为电荷量很少的带电体.同一带电体,如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时,就不能看成点电荷,而研究它与离它很远的电荷间的作用力时,就可以看成点电荷,带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,A、B错误,C正确.两电荷距离r→0时,不能看做点电荷,库仑定律不再适用,D错误.

例2 甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16C的正电荷,乙球带有3.2×10-16C的负电荷,放在真空中相距为10cm的地方,甲、乙两球的半径均远小于10cm.(结果保留三位有效数字)

(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?

(2)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?

(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处,还能求出其作用力吗?

答案 (1)1.38×10-19N 引力 (2)5.76×10-21N 斥力 (3)不能

解析 (1)因为两球的半径都远小于10cm,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律有F=k=9.0×109×N≈1.38×10-19N.两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.

(2)如果两个导体球完全相同,则接触后电荷量先中和后平分,每个小球带的电荷量为q1′=q2′=C=8×10-17C,两个电荷之间的斥力为F1==5.76×10-21N.

(3)由于两球不同,分开后分配的电荷量将不相等,因而无法知道电荷量的大小,也无法求出两球间的作用力.