第二节探究静电力1．了解点电荷的概念．2．理解库仑定律，知道静电力常量．3．会用库仑定律进行有关的计算．一、点电荷1．定义：如果一个带电体，它本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，那么在研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点．2．理想化模型：当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想化模型．3．点电荷是一种理想化的物理模型．二、库仑定律4．探究方法：控制变量法．(1)保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力减小；距离减少时，作用力增大．(2)保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力增大；电荷量减少时，作用力减小．5．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)库仑力：电荷间的相互作用力，也叫做静电力．(3)表达式：F＝k，k叫做静电力常量，k＝_9.0×109_N·m2/C2．(4)适用条件：真空中的点电荷．1(1)条件：每个点电荷受到的库仑力必须大小相等，方向相反．(2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．例两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为L，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个点电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及电荷量．解析：由于a、b点电荷同为负电荷，可知点电荷c应放在a、b之间的连线上，而c受到a、b对它的库仑力的合力为零，依题意作图，设电荷c、a相距为x，则b与c相距为(L－x)，c的电荷量为qc.对电荷c，其所受的库仑力的合力为零，即：Fac＝Fbc根据库仑定律有：＝，解得：x1＝，x2＝－L.由a、b点电荷同为负电荷，只有当电荷c处于a、b之间时，其所受库仑力才能方向相反、合力为零，因此只有三个电荷都处于静止状态，即a、b电荷所受的静电力的合力均为零，对a来说，b对它的作用力是向左的斥力，判断电荷c的电性一定为正．根据Fac＝Fab得：＝，即：qc＝.答案：见解析►变式训练2如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为(A)A．(－9)∶4∶(－36)B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6)D．3∶2∶6解析：分别取三个点电荷为研究对象，由于三个点电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡，所以这三个点电荷不可能是同种电荷，这样可排除B、D选项，正确选项只可能在A、C中．若选q2为研究对象，由库仑定律知＝，因而得q1＝q3，即q3＝4q1.若以q1为研究对象，k＝k得q2＝q3；q1＝q2，由于三个电荷平衡，q1与q3为同种电荷，q1与q2为异种电荷．故选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.一、单项选择题1．下列说法中正确的是(D)A．点电荷就是体积很小的带电体B．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C．根据公式F＝k，当r→0时，F→∞D．静电力常量的数值是由实验得出的解析：带电体能否看成是点电荷取决于所研究的问题，并不是取决于它的实际大小和带电量的多少．当r→0时，库仑定律已不再适用．静电力常量是由库仑通过扭秤实验测量得到的．2．如图所示，A、B两个点电荷的电量分别为＋Q和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则3(B)A．保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B．保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0C．保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D．保持q不变，将Q变为－Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0解析：设弹簧的劲度系数为k，原长为x.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0，则有：kx0＝k.①A．保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：kx1＝k，②由①②解得：x1＜2x0，故A错误；B．同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B正确；C．同理可以得到保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧的缩短量...
