库仑定律的定义与适用条件

2020-09-22

一、库仑定律的定义与适用条件

1、定义：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，这一规律称为库仑定律。电荷间的这种相互作用力称为静电力或库仑力。库仑力的大小表达式为$F= \frac{kq_1q_2}{r^2}$。

其中：$k=9.0 \times 10^9 N \cdot m^2/C^2$，叫做静电力常量，电荷量的单位是库仑$(C)$，力的单位是牛顿$(N)$，距离的单位是米$(m)$。

2、适用条件

(1) 真空中；
(2) 点电荷；

3、库仑力方向

利用同性电荷相斥、异性电荷相吸来判断。

二、库仑定律的相关例题

两个带同种电荷、电荷量分别为$q$和$3q$的相同金属小球(均可视为点电荷)，相距为 $r$ 时两者间库仑力大小为$F$。两球接触后相距$r/2$时，两球间的库仑力大小为___

A. $\frac{16}{3}F$ B. $\frac{4}{3}F$ C. $12F$ D. $\frac{3}{4}F$

答案：A

解析：解除前有$F=\frac{kq\cdot 3q}{r^2}$，接触后再分开，两小球分别带$2q$的电荷量，此时的库仑力为$F'=\frac{k2q \cdot 2q}{(\frac{r}{2})^2}=\frac{16kq^2}{r^2}=\frac{16}{3}F$，选项A正确。