多视角看库仑定律

学习策略，可以很好地帮助学生认识和掌握库仑定律成立的条件、计算方法和定性分析。

关键词：库仑定律；适用条件；定性分析

库仑定律是电学的基础，也是力学内容的延续，既是高中物理的重要组成部分，又是高考的热点问题之一。部分同学对库仑定律的理解和应用存在偏差，致使解题时束手无策，本文从三个角度对库仑定律进行归纳，以帮助同学们更好地学习。

视角1：库仑定律成立的条件

准确把握定律的成立条件，是理解定律的前提和基础。由库仑定律的表述知其成立的条件是：真空中的点电荷。要求在真空中是为了防止电介质的影响，要求是点电荷，是为了防止带电体上的电荷在电场中会重新分布。只有当两带电体间距远大于其自身限度时才可视为点电荷，可见点电荷也是一个理想化的物理模型。

例1 两直径为r的带电小球，当它们相距为100r时作用力为F，则当它们的间距为r时，相互作用力为（）。

A.F100 B.104F

C.100FD.以上都不对

解析：此时不能将二带电体视为点电荷，库仑定律不能适用，故选D。

视角2：库仑分电量法

库仑在研究电荷间的相互作用时，巧妙地将各带电体的带电量进行了分配。对于完全相同的两个金属小球在它们相互接触时，无论原来它们的电性是正还是负，也不管其电量的多少，总量先中和后平分，且电荷都分布在球体的外表面。

例2 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量为+7Q，B带电量为-Q，C不带电，将A和B固定起来，然后让C球反复与A和B接触，最后移去C，则A和B间的作用力变为原来的倍。

解析：由于反复接触，最后它们的电量应该相同，且都为+2Q，依库仑定律得F′=K2Q·2QR2=47KQ·7QR2=47F，故填47。

视角3：库仑定律的定性分析

库仑力也是性质力，和其它力一样，可运用三角形的边角关系（相似三角形法），进行动态分析，快捷求解。

例3 竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A，在其正上方的P点用丝线悬挂另一个小球B，如图1。A、B两质点因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角。由于漏电，使A、B两球的带电量逐渐减小，在电荷漏完之前，悬线对点P的拉力大小将（）。

A.逐渐减小B.逐渐增大

C.保持不变D.先变大后变小

解析：部分同学由于习惯受力分析后建立直角坐标系列方程求解而误选。事实上调换一种思维方式，在对B球进行受力分析的基础上，将各力进行平移构成一个矢量三角形，再在图中寻找一个几何三角形（如图2），通过对应边成比例得APmg=LT=ABF，显见绳中的张力恰与绳长相对应，故选C。

拓展：两个绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个球静止时，它们处于同一水平面上，此时α<β，如图3所示，现将两细线同时剪断，在某一时刻（）。

A.两球落在同一水平面的时间为ta>tb

B.a球水平位移大于b球水平位移

C.a球速度小于b球速度

D.a球速度大于b球速度

参考答案：C

作者单位：云南省曲靖市会泽县茚旺高级中学