第2节 库仑定律
1.库仑力
电荷间的?相互作用力,也叫做静电力。
2.点电荷
(1)点电荷是只有电荷量,没有?大小、形状的理想化的模型,类似于力学中的?质点,实际并不存在。
(2)特点:①带电体间的距离比它们自身的大小?大得多;②带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的?作用力的影响可以忽略。
3.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,与它们的电荷量Q1、Q2的?乘积成正比,与它们的距离r的?二次方成反比,作用力的方向在它们的?连线上。
(2)表达式:F=?k,其中静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2。方向:在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸。
(3)适用范围:真空中的点电荷。
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是不存在的
B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C.根据F=k可知,当r→0时,F→∞
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
答案 AD
解析 点电荷是一种理想模型,实际并不存在。一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计。因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,当r→0时,两带电体已不能看成点电荷,库仑定律及其公式不再适用,F→∞不能成立。A、D正确。
2.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2。则F1与F2之比为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1
答案 D
解析 开始时,F1=k=k,接触后,两球都带正电Q,F2=k=k,所以F1∶F2=60∶1,D正确。
3.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。由此可知( )
A.n=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6
答案 D