9.2 库仑定律-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）（原卷版）

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9.2 库仑定律

考点精讲

考点 1：对点电荷的理解

1．点电荷是物理模型

只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。

2．带电体看成点电荷的条件

如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，

就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。

3．注意区分点电荷与元电荷

（1）元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值。

（2）点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它

一定是元电荷的整数倍。

【例 1】　(多选)下列关于点电荷的说法正确的是(　　)

A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷

B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷

C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷

D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理

【技巧与方法】

对点电荷的两点理解

（1）带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否

忽略。

（2）同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不可以看作点电荷。

【针对训练】

训练角度 1：点电荷与元电荷的比较

1．(多选)关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是(　　)

A．电子就是元电荷

B．元电荷的电荷量等于电子或质子所带的电荷量

C．电子一定是点电荷

D．带电小球也可能视为点电荷

训练角度 2：对点电荷的理解

2．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。升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没

有被及时导走，下列情况中，升空后的“战神Ⅰ－X”火箭能被视为点电荷的是(　　)

A．研究“战神Ⅰ－X”火箭外部与其相距 1 m 处的一个带电微粒之间的静电力

B．研究“战神Ⅰ－X”火箭与地球(带负电)之间的静电力

C．任何情况下都可视为点电荷

D．任何情况下都不可视为点电荷

考点 2：对库仑定律的理解

1．库仑定律的适用条件是

（1）真空。

（2）静止点电荷。

这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。

2．静电力的大小计算和方向判断

（1）大小计算

利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入 q1、q2的绝对值即可。

（2）方向判断

在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。

3．库仑定律与万有引力定律的比较

（1）库仑定律和万有引力定律都遵从与距离的二次方成反比规律，人们至今还不能说明它们的这种

相似性。

（2）两个定律列表比较如下

　　　物理定律

比较内容　　　万有引力定律库仑定律

公式 F＝F＝

产生原因

只要有质量，就有引力，因此称为

万有引力，两物体间的万有引力总

是引力

存在于电荷间，两带电体的库仑力由

电荷的性质决定，既有引力，也有斥

力

相互作用吸引力与它们质量的乘积成正比库仑力与它们电荷量的乘积成正比

相似

遵从牛顿第三定律

与距离的关系为平方反比

都有一个常量

（3）对于微观的带电粒子，它们之间的库仑力要比万有引力大得多。电子和质子的静电引力 F1是它

们间万有引力 F2的2.3×1039 倍，正因如此，以后在研究带电微粒间的相互作用时，可以忽略万有引力。

【例 2】　甲、乙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，则两球间库仑力的大小为 (

)

A．F　　　B．F　　　C．F　　　D．12F

【变式训练】

（1）若例题中甲、乙两金属球带电荷量为＋Q和＋3Q，结果如何？

（2）若用第三个不带电的相同的金属小球 C先与甲接触，再与乙接触，然后将甲、乙两球间距变为，

结果又如何？

【技巧与方法】

两金属导体接触后电荷量的分配规律

1 当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定所带电荷量的多少。

2 若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有：

①⇒⇒⇒

②⇒⇒⇒

考点 3：静电力的叠加与静电力作用下带电体的平衡

1．静电力的叠加

（1）两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢

量和。这个结论通常叫做静电力叠加原理。

（2）静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现。

（3）静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图所示。

2．分析静电力作用下点电荷平衡问题的步骤

（1）确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”。

（2）对研究对象进行受力分析，此时多了静电力(F＝k)。

（3）建立坐标系。

（4）根据 F合＝0列方程，若采用正交分解，则有 Fx＝0，Fy＝0。

（5）求解方程。

考向 1　静电力的叠加问题

【例 3】　如图所示，在 A、B两点分别放置点电荷 Q1＝2×10－14 C 和Q2＝－2×10－14 C，在 AB 的垂直

平分线上有一点 C，且＝＝＝6×10－2 m。如果有一个电子静止在 C点，则它所受的库仑力的大小和方向如

何？

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