对库仑定律的理解和应用
1.适用范围:适用于真空中两个静止点电荷间的相互作用.
(1)在空气中库仑定律也近似成立.
(2)对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解,但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体,从而完成问题的求解.
(3)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算,此时,r应指两球体的球心间距.
2.当多个带电体同时存在时,任意两个带电体间的作用仍遵守库仑定律.任一带电体同时受到多个库仑力的作用时,可利用平行四边形定则求出其合力.
3.库仑定律中的静电力常量k,只有在公式中各量采用国际单位制单位时,它的值才是9.0×109 N·m2/C2.
4.库仑定律表明,库仑力与万有引力十分相似,都与距离的平方成反比.对于某些问题可利用这一相似性,借助于类比的方法求解.
命题视角1 对库仑定律应用条件的考查
(2018·南平市检测)关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体
B.根据F=k,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大
C.带电量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的静电力是A受到的静电力的3倍
D.库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷
[思路点拨] 只有对真空中静止点电荷间的作用力,库仑定律才成立.
[解析] 如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计,即可将它看做是一个几何点,则这样的带电体就是点电荷,故A错误.两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷了,F=k已经不能适用,故B错误.根据牛顿第三定律得:B受到的静电力和A受到的静电力大小相等,故C错误.库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷,故D正确.
[答案] D
命题视角2 对库仑定律的应用
两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为,则两