第九章
1．通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。
2．借助质点模型的类比，理解点电荷模型的物理内涵及其构建条件，从而深化对科学研究中理想模型方法的理解。
3．掌握库仑定律的内涵及其适用条件，能够运用库仑定律计算点电荷间的静电力，并利用力的合成原理解决多电荷系统相互作用问题。
4．体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。
5．对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。
一、
1．实验探究:
结论：电荷间的作用力随着电荷量的增加而增大，随着距离的增大而减小。
2．点电荷：是一种理想化模型。当带电体之间的距离较远时，对所研究问题没有影响，可以忽略带电体的形状、大小及电荷分布状况，而看作带电的点。
3．库仑定律：
(1)内容：在真空中，两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，且作用力沿两电荷连线方向。
(2)表达式：F＝k，公式中k叫做静电力常量，k＝9.0×109N·m2/C2。
(3)定律的适用范围：①在真空中；②两个静止点电荷。
二、
电荷分配规律：两个完全相同的导体球接触时，若带同种电荷则会均匀分配总电荷量；若带异种电荷，则先中和后平分剩余电荷量。
三、
2．两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
(1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比。
(2)实验表明两个带电体的距离越大，作用力就越小。
(3)点电荷是一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。
(4)球形带电体一定可以看成点电荷。
(5)很大的带电体也有可能看作点电荷。
任务一：
[变式训练1-1]美国东部一枚火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心39B发射塔冲天而起。这是美国未来载人航天工具——“战神Ⅰ－X”火箭的第一次升空。
A．研究“战神Ⅰ－X”火箭外部与其相距1
[变式训练1-2]
任务二：
[例2]已知氢核(质子)的质量是1.67×10－27kg，电子的质量是9.1×10－31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10－11m．试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
F库＝k＝9.0×109×N＝8.2×10－8
F引＝G＝6.7×10－11×N＝3.6×10－47
可知微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。
如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b固定于绝缘支座上，两球心间距离为l，约为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引、
A．F引＝G，F库＝k
C．F引≠G，F库＝k
[变式训练2-2]两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球（可视为点电荷），固定距离为r时，它们之间的库仑力大小为F。
[变式训练2-5](多选)半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开。这时，A、
1.用公式计算静电力时，不必代入q的正、负号表示方向，力为矢量，正负号用于区分方向。我们通过绝对值计算大小，依据同性相斥、异性相吸原则判断方向。
2．在研究微观粒子时，由于微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以一般把万有引力忽略。
3．电荷分配规律：两个完全相同的导体球接触时，若带同种电荷则会均匀分配总电荷量；若带异种电荷，则先中和后平分剩余电荷量。
任务三：
[例3]真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2×10－6C，求它们各自所受的静电力。
F1＝F2＝k＝N＝0.144
F＝2F1cos30°＝0.25
[变式训练3-1]如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m．如果有一高能电子静止放在C点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？
解析：电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的作用力FA、
9.0×109×N＝8.0×10－21
FB＝k＝8.0×10－21
根据矢量平行四边形法则与几何原理，静止于C点的高能电子所受库仑力F、FA和FB均为8.0×10?21N。
[变式训练3-2]如图所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、
A．a、
B．a、
C．a、
D．a、
[变式训练3-3]水平面上A、B、三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在C、A、B三点，将另一质量为m的带正电的小球置于O点，OABC构成一个棱长为L的