实验现象 r变大,θ变小
r变小,θ变大 q变大,θ变大
q变小,θ变小 实验结论 电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大,随它们之间距离的增大而减小 二、库仑定律
1.内容
真空中两个静止点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线.
2.公式:F=k.
3.静电力常量:k=9.0×109 N·m2/C2.
4.适用条件:真空中的点电荷,对空气中的点电荷近似适用.
1.正误判断(正确的打"√",错误的打"×")
(1)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷. ( )
(2)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. ( )
(3)小球所带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越大. ( )
(4)根据F=k,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大. ( )
(5)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. ( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.(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荷量都很小的带电体
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
AD [点电荷是一个理想化模型,实际并不存在,一个带电体能否看作点电荷与物体本身大小、电荷量多少无关,要看物体本身的大小与物体相互之间的距离相比能否忽略,故A、D正确,B错误;当r→0时,带电体不能看作点电荷,公式F=k不再成立,故C错误.]
3.(多选)已经证实,质子、中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的,上夸克带电荷量为e,下夸克带电荷量为-e,e为电子所带电荷量的大小.如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为L=1.5×10-15 m,则质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)约为( )
A.斥力46 N B.引力23 N
C.引力46 N D.斥力23 N
AB [质子带电荷量为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的;按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为:
F上上=k=k
代入数据得F上上≈46 N,为斥力,上夸克与下夸克之间的静电力为F上下=k=k
代入数据得F上下≈23 N,为引力.]
库仑定律的理解及应用