人教版高中物理选修3-1第一章第二节库仑定律
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人教版物理选修【3-1】《库仑定律》ppt课件
向在它们的连线上.
2.表达式
F
k
Q1Q2 r2
式, 中k叫做静电力常量,k的数值是
9.0×109N·m2/C2
三､静电力的叠加原理
对两个以上的点电荷,两个点电荷间的作用力不受其他电荷的 影响,其中每一个电荷所受的总的静电力,等于其他电荷单 独存在时对该点电荷的作用力的矢量和.
知识梳理图
课堂互动探究
典例分析 一､对库仑定律适用条件的理解 例1:两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球
心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
A.F
k
q1q2 (3R)2
C.F
k
q1q2 (3R)2
B.F
k
q1q2 (3R)2
D.无法确定
解析:因为两球心距离不比球的半径大很多,所以不能
看做点电荷,必须考虑电荷在球上的实际分布.当q1､ q2是同种电荷时,相互排斥,分布于最远的两侧,电荷 中心距离大于3R;当q1､q2是异种电荷时,相互吸引,分 布于最近的一侧,电荷中心距离小于3R,如下图(a)､(b
当两个电荷均静止或只有其中一个电荷运动时,库仑定律适用, 或两点电荷运动速度不大的情况下,库仑定律也是适用的. 如果两电荷运动速度较大,库仑定律就不再适用,所以我们 说库仑力为静电力.
5.当多个带电体同时存在时,每一个带电体间的库仑力仍遵守 库仑定律,某一带正电体同时受到多个库仑力作用时,可以 利用矢量求合的方法求出合力.
;
c平衡 : k
q1q3 x2
k
q2q3 (0.4 x)2
.
显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可 得有意义的解:
高中物理人教版选修3-1第一章第二节 库仑定律精品PPT课件
k qBqC rBC 2
4kq2 r2
FAC
k qAqC rAC2
2kq2 r2
所以
FC
FBC
FAC
k
2q 2 r2
方向：指向B
k
q1q2 r2
其中k叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
关注： 带电体可视为点电荷的条件
1、如果带电体本身的线度远小于它们之 间的距离．带电体本身的大小，对我们 所讨论的问题影响甚小，可把带电体视 为一几何点，并称它为点电荷。
2、点电荷是实际带电体在一定条 件下的抽象，是为了简化某些问题的 讨论而引进的一个理想化的模型。
1.61019 1.61019
5.31011 2
N
=8.2×10-8 N
F万
G
m1m2 r2
6.7 1011
1.67 1027 9.11031 5.31011 2
N
3.6 1047 N
注：代入公式的电荷量用绝对值
例题2:真空中有三个点电荷,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 X 10-6C,求它们所受的 库仑力. q1
+
q2 +
q3 +
F2
F1
F3
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：
A .真正的点电荷是不存在的． A B D
B .点电荷是一种理想模型． C .足够小的电荷就是点电荷． 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
高中物理人教版选修3-1 1.2库仑定律(共34张PPT)
什么是点电荷呢？
点电荷属于理想化模型，是不存在的。点电 荷不一定很小如同质子。对任何形状的带电体， 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多， 以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可 以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。
点电荷可以视为有质量、有电量、不占空间， 与运动学中的质点类似的微小电荷。
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一、库仑定律
库伦定律
库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认：
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。电荷间这种相互作用的 电力叫做静电力或库伦力。
记录每次悬丝扭转的角度，便可以得到力Ｆ 与距离ｒ的关系，结果是力Ｆ与距离ｒ的二 次方成反比，即
F
1 r2
归纳
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大，随着距离的增大而减小。
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实验内容
把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力 越大。
2.过程与方法
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适 用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的 作用。
点电荷属于理想化模型，是不存在的。点电 荷不一定很小如同质子。对任何形状的带电体， 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多， 以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可 以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。
点电荷可以视为有质量、有电量、不占空间， 与运动学中的质点类似的微小电荷。
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一、库仑定律
库伦定律
库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认：
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。电荷间这种相互作用的 电力叫做静电力或库伦力。
记录每次悬丝扭转的角度，便可以得到力Ｆ 与距离ｒ的关系，结果是力Ｆ与距离ｒ的二 次方成反比，即
F
1 r2
归纳
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大，随着距离的增大而减小。
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实验内容
把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力 越大。
2.过程与方法
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适 用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的 作用。
高二物理人教版选修31课件第一章第2节库仑定律
②两个规则的带电金属球体相距比较近时，不能被 看成点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随电荷 的分布发生改变。如图甲，若带同种电荷，由于排斥而 作用距离变大，此时 F<kqr1q2 2；如图乙，若带异种电荷， 由于吸引而作用距离变小，此时 F>kqr1q2 2。
[典型例题]
例 2.三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架
答案：AC
3．使两个带正电的小球相距一定距离，放在光滑 的水平绝缘板上，若同时释放两球，则它们的加速度
之比将( ) A．不断增大 C．始终保持不变
B．先增大后减小 D．不断减小
解析：两球间的库仑力符合牛顿第三定律，由
牛顿第二定律可知，加速度之比只取决于两球的质
量大小关系，C 正确。 答案：C
1.真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个 点电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电 荷无关。
向的夹角将( )
A．增大
B．减小
C．不变
D．先减小再增大
解析：当增大金属球 A 的电荷量时， 据 F＝kqr1q2 2知，库仑力增大，小球 B 水 平方向受力增大，使丝线与竖直方向的 夹角增大，选项 A 正确。
答案：A
二、点电荷┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．概念：当带电体间的 距离 比它们自身的 大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分 布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略 时， 这样的带电体就可以看做带电的点。 2．注意：一个带电体能否看做点电荷，是 相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状 确定。
(2)实验结论 ①力 F 与距离 r 的 二次方 成反比。 ②力 F 与电荷量 q1 和 q2 的 乘积 成正比。 2．静电力的叠加 两个或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电荷的静电力 的 矢量和 。
人教版物理选修3-1教案课件第一章第二节 库仑定律 (16张ppt)
一、静电力的叠加
多个点电荷的问题
Q1
Q3
Q2
实验证明：两两个或两个以上点电 荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这 个电荷的作用力的矢量和。
例题1：已知氢核（质子）质量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5.3×10-11 m。
一、库仑定律
3. 适用范围：（1）真空中 （2）静止的点电荷
对空气中的点电荷近似适用 两个静止的电荷 静止意思： 一个电荷静止,另一个电荷运动的情况 例如:原子核外电子绕核运动时, 核对电子的力同样遵循库仑定律 4．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得 多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间 的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成带 电的点，叫做点电荷 5.库仑力是性质力，不是效果力，受力分析时不能漏掉
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？
猜想 ①可能跟电荷电量有关; ②可能与两个电荷间的距离有关.
探究影响电荷间相互作用力的因素
1.定性研究 1.
在对 定电世 定性研究 性的纪 的认中 水识叶 平一以 上直前 停人 留们 18
2 综 r 式中的 k是比例系数，叫做 q1q2 q1q2 合 静电力常量。库仑通过实验测 F k 2 F r2 r 结 9 2 2 定其值为 : k 9.0 10 N m / C F q q 论 1 2
F∝ 1
一、库仑定律
1.内容：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。相互作用力叫库仑力或静电力
高中物理人教版选修3-1课件：1.2 库仑定律
B
球均静止．求：B球的带电量q？
mg
斥力水平 B也带负电
解析 对球B受力分析如图所示，
tan 300 F斥 mg
F斥
k
Qq r2
联立解得 q 3 107 C
9
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
库仑定律
对点电荷的理解
1．下列说法中正确的是 （AD）
A．点电荷是一种理想模型，真
正的点电荷是不存在的
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
r2
r2
F
'
k
4Q 4Q r2
16 7
F
C.9/7
D.16/7
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
库仑力与力的平衡综合应用 3．两根光滑绝缘棒在同一竖直
库仑定律 FN
平面内，两棒与水平面间均成
45°角，棒上各穿有一个质量为
mg
m、带电荷量为Q的相同小球， 解析 对右边小球受力分析
由平衡关系 tan 450＝ F
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
库仑定律
四、静电力作用下的平衡问题
1.2库仑定律 新课标新人教版高中物理选修3-1 第1章第2节 课件(共36张PPT)
2.F与q有关
结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量，从实验结果中库仑得出静电力与 电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
研究仪器：库仑扭秤
库仑定律
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。
大小：
F
k
q1q2 r2
探究影响电荷间相互作用力的因 实验表明：电荷之素间的作用力
（1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
库仑的实验
研究方法：控制变量法 1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r，从实验结果中库仑得出静电力 与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
K为静电力常量： K=9.0×109N·m2/C2
计算大小时只将电荷量的绝对值代入.
方向: 在两点电荷的连线上,
同种电荷相斥,异种电荷相吸.
库仑定律 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。
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
B．F1 ＜F2
C．F1 ＞ F2
D．无法判断
库仑力(静电力) 与万有引力
相同点 (1)两种力都与距离的二次方成反比 (2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比. (3)两种力的方向都在两物体的连线上.
不同点 (1)描述了两种作用.(性质不同) 库仑力是由于物体带电引起的作用,
万有引力是由于物体具有质量引起的作用. (2)力的大小与相关的物理量不全相同;
球间的静静电电引引力力为F，用一个不带电的完全相
结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量，从实验结果中库仑得出静电力与 电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
研究仪器：库仑扭秤
库仑定律
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。
大小：
F
k
q1q2 r2
探究影响电荷间相互作用力的因 实验表明：电荷之素间的作用力
（1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
库仑的实验
研究方法：控制变量法 1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r，从实验结果中库仑得出静电力 与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
K为静电力常量： K=9.0×109N·m2/C2
计算大小时只将电荷量的绝对值代入.
方向: 在两点电荷的连线上,
同种电荷相斥,异种电荷相吸.
库仑定律 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。
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
B．F1 ＜F2
C．F1 ＞ F2
D．无法判断
库仑力(静电力) 与万有引力
相同点 (1)两种力都与距离的二次方成反比 (2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比. (3)两种力的方向都在两物体的连线上.
不同点 (1)描述了两种作用.(性质不同) 库仑力是由于物体带电引起的作用,
万有引力是由于物体具有质量引起的作用. (2)力的大小与相关的物理量不全相同;
球间的静静电电引引力力为F，用一个不带电的完全相
人教版选修3-1 第一章第二节 库伦定律(20页ppt)
当多个带电体同时存在时,每一 带电体间的库仑力仍遵守库仑定律. 某一带电体同时受到多个库仑力作 用时,可利用力的平行四边形定则求 出合力.
如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c
位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带
负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a
和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中
猜想
猜想
1、可能跟电荷电量有关 2、可能与两个电荷间的距离有关
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
+Q +2q
距离相同，带电
小球偏转角不 同 ,可见其受力
大小不同。
使得r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越 大，物体受到的库仑力就越大。
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
带电量相同，带
解析：因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看做点电荷，必 须考虑电荷在球上的实际分布。当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分 布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互 吸引，分布于最近的一侧，电荷中心距离小于3R，如图所示。所以静电
力可能小于
，也可能大于
，D正确。
6、如图示,AB两个点电荷相距为a,所带电量 分别为+Q和-9Q，引入点电荷C后，要使 ABC都处于平衡状态，C应放在何处？带何 种电荷？电量是多少？
3、实验过程：
Ｏ+
结论
P2 P3
（１）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大
（２）电荷之间的作用力随距离的增大而减小
说明：
（１）以上我们只是定性的研究，真正定量的研究 是由法国学者库仑完成的。
人教版高中物理选修3-1第一章第二节库仑定律课件(共14张PPT)
A B C
原来的其中一个带电 两个小球原来分别带等量异种电荷 两个小球原来分别带不等量异种电荷
D 两个小球原来分别带同种电荷
2018/9/18
例题
例4、有三个完全相同、大小可以忽略的金属 小球A、B、C，A带电量7Q，B带电-Q，C不带电，将A、 B固定起来，然后让C球反复与A、B接触，最后移去C 球，试问A、B间的库仑力变为原来的多少？
+
9Q A QC
-
+
4Q
2018/9/18
＋ Q1
-Q2
q? 8、如图在正方形的三个顶点 处各固定一个点电荷Q1、Q2,电 性如图，则在另一个顶点再 放一个q电荷，要使q静止，Q1、 Q2的大小关系如何？q的电荷 量和电性能不能确定？ ＋ Q1
2 Q1 Q2 4
2018/9/18
⑵带电体的静电平衡
例题
例2. 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.
(已知电子质量m1=9.1×10-31kg,质子质量m2=1.67×10-27kg,电子 和质子的电荷量都是1.60×10-19C.)
解：电子和质子的静电引力F1和万有引力F2分别是 m1m2 Q1Q2 F2 G 2 F1 k 2 r r
故
2018/9/18
F 4 F 7
/
例题
例5、 有两个半径为r的带电金属球中心相距 为 L(L=4r), 对 于 它 们 之 间 的 静 电 作 用 力 （设每次各球带电量绝对值相同） ( ) A. 带同种电荷时大于带异种电荷时 B. 带异种电荷时大于带同种电荷时 C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D. 大小与带电性质无关，只取决于电量
4、适用条件： ⑴.真空(空气中近似成立) ⑵.点电荷 点电荷：一种理想化模型. 只有电荷量而没有 2018/9/18 大小的几何点。
原来的其中一个带电 两个小球原来分别带等量异种电荷 两个小球原来分别带不等量异种电荷
D 两个小球原来分别带同种电荷
2018/9/18
例题
例4、有三个完全相同、大小可以忽略的金属 小球A、B、C，A带电量7Q，B带电-Q，C不带电，将A、 B固定起来，然后让C球反复与A、B接触，最后移去C 球，试问A、B间的库仑力变为原来的多少？
+
9Q A QC
-
+
4Q
2018/9/18
＋ Q1
-Q2
q? 8、如图在正方形的三个顶点 处各固定一个点电荷Q1、Q2,电 性如图，则在另一个顶点再 放一个q电荷，要使q静止，Q1、 Q2的大小关系如何？q的电荷 量和电性能不能确定？ ＋ Q1
2 Q1 Q2 4
2018/9/18
⑵带电体的静电平衡
例题
例2. 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.
(已知电子质量m1=9.1×10-31kg,质子质量m2=1.67×10-27kg,电子 和质子的电荷量都是1.60×10-19C.)
解：电子和质子的静电引力F1和万有引力F2分别是 m1m2 Q1Q2 F2 G 2 F1 k 2 r r
故
2018/9/18
F 4 F 7
/
例题
例5、 有两个半径为r的带电金属球中心相距 为 L(L=4r), 对 于 它 们 之 间 的 静 电 作 用 力 （设每次各球带电量绝对值相同） ( ) A. 带同种电荷时大于带异种电荷时 B. 带异种电荷时大于带同种电荷时 C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D. 大小与带电性质无关，只取决于电量
4、适用条件： ⑴.真空(空气中近似成立) ⑵.点电荷 点电荷：一种理想化模型. 只有电荷量而没有 2018/9/18 大小的几何点。
《库仑定律详解》人教版高二物理选修3-1PPT课件
推之于四海，传之于万世： 推广延伸到全国各地，流传千秋万代。
第一部分（1）：提出问题。中国学生应该怎样了解自然科学？ 第二部分（2--12）：分析问题。指出传统教育的弊病，论述“格物致知精神”在科学上的重要性。 第一层（2～5段）：分析中国教育不重视格物致知的社会根源。举例王阳明的格物是格已，这 种观点不能适用于现在的世界。 第二层（6～10段）：分析实验精神在科学上的重要性。 第三层（11～12段）：分析在这种文化背景下中国学生的现状。 第三部分（13）：解决问题。强调我们需要培养实验的精神的意义并对我们这一代提出希望
选文第4段列举明代大哲学家王阳明“格”院子里的竹子的反面例子，阐 述了儒家对实验的态度是把探察外界误认为探讨自己。
第5段继续分析该事例，用以论述中国传统教育埋没了“格物致知”的 真正意义。
第12段，作者通过列举自己在美国大学念物理时，因事先没有准备，做 研究时发现需要自己做主张、出主意而恐慌的亲身经历，阐述了以埋头 读书应付一切，对于实际的需要毫无帮助的道理。证明传统的中国教育 的目的是不正确。
知识点1：库仑定律
3.适用范围：
（1）真空中
（2）静止的
（3）点电荷
① 看成点电荷的条件：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大
小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，
叫做点电荷。 ②点电荷是一种理想化的物理模型。
【类比】点电荷类似于力学中的质点
知识点2：场强叠加
多个点电荷间的库仑力
q1 q3
q2
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以 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电荷的作用力的矢量和。
第一部分（1）：提出问题。中国学生应该怎样了解自然科学？ 第二部分（2--12）：分析问题。指出传统教育的弊病，论述“格物致知精神”在科学上的重要性。 第一层（2～5段）：分析中国教育不重视格物致知的社会根源。举例王阳明的格物是格已，这 种观点不能适用于现在的世界。 第二层（6～10段）：分析实验精神在科学上的重要性。 第三层（11～12段）：分析在这种文化背景下中国学生的现状。 第三部分（13）：解决问题。强调我们需要培养实验的精神的意义并对我们这一代提出希望
选文第4段列举明代大哲学家王阳明“格”院子里的竹子的反面例子，阐 述了儒家对实验的态度是把探察外界误认为探讨自己。
第5段继续分析该事例，用以论述中国传统教育埋没了“格物致知”的 真正意义。
第12段，作者通过列举自己在美国大学念物理时，因事先没有准备，做 研究时发现需要自己做主张、出主意而恐慌的亲身经历，阐述了以埋头 读书应付一切，对于实际的需要毫无帮助的道理。证明传统的中国教育 的目的是不正确。
知识点1：库仑定律
3.适用范围：
（1）真空中
（2）静止的
（3）点电荷
① 看成点电荷的条件：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大
小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，
叫做点电荷。 ②点电荷是一种理想化的物理模型。
【类比】点电荷类似于力学中的质点
知识点2：场强叠加
多个点电荷间的库仑力
q1 q3
q2
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以 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电荷的作用力的矢量和。