Тема:Электродинамика
I уровень. Познакомимся с параграфом
1.4. Закон Кулона
Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. ), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.
Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.
Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:
Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: 
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:
Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. ). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.
Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.
Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.
Коэффициент пропорциональности k, выраженный из закона Кулона:
. Установлено, что если q = q = 1 Кл и R = 1 м, то в вакууме k = F = 9 * 10 Н. Т. е. k показывает, что два точечных заряда по 1 Кл каждый на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме взаимодействуют с силой 9 * 10 Н. ![]()
II уровень. Попытайтесь ответить на вопросы
1. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 3 раза, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
А. Увеличится в 6 раз.
Б. Уменьшится в 2 раза.
В. Увеличится в 36 раз.
2. Два одинаковых металлических шара заряжены равными по модулю, но разноименными зарядами. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?
А. Уменьшилась в 2 раза.
Б. Не изменилась.
В. Равна нулю.
Г. Увеличилась в 2 раза.
3. Два одинаковых металлических шарика заряжены равными по модулю одноименными зарядами. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?
А. Уменьшилась в 2 раза.
Б. Увеличилась в 2 раза.
В. Осталась прежней.
4. Сила взаимодействия между точечными зарядами равна 8 Н. Чему равна сила взаимодействия зарядов, если заряд каждого уменьшится в 2 раза?
А. 2 Н.
Б. 4 Н.
В. 8 Н.
5. Пылинка, имеющая заряд +1,6•10 -19 Кл, при освещении потеряла один электрон. Каким стал заряд пылинки
А. 0
Б. +3,2•10-19 Кл
В. -3,2•10-19 Кл
6. Пылинка, имеющая заряд -1,6 • 10-19 Кл, при освещении потеряла один электрон. Каким стал заряд пылинки?
А.
0.
Б. +3,2•10 -19Кл.
В. -3,2•10 -19 Кл.
7. На каком рисунке указано правильное распределение зарядов при электризации трением (рис. )?
8. Два отрицательных заряда - q и -2q находятся на расстоянии 20 мм. Заряды взаимодействуют с силой 1,8 •10-4 Н. Как велик каждый заряд?
А. 10-9 Кл; 2 • 10-9 Кл.
Б. 3 • 10-9 Кл; 6•10-9Кл<
В. 2 • 10-9 Кл; 4 • 10-9 Кл.
III уровень. Попробуйте выполнить задания
1. Во сколько раз надо изменить величину одного из двух точечных зарядов, чтобы при увеличении расстояния между ними в 2 раза сила их взаимодействия не изменилась? (в 4 раза увеличить)
2. Величину каждого из двух одинаковых точечных зарядов уменьшили в 2 раза, а расстояние между ними уменьшили в 4 раза. Найдите отношение конечной силы их взаимодействия к начальной.(4:1)


