吉林省伊通满族自治县高中物理第一章静电场1.2库仑定律课件新人教版选修3_1.ppt

1.2 库仑定律1 1、自然界中存在着两种电荷，、自然界中存在着两种电荷，即：即：与与 。正电荷正电荷负电荷负电荷2 2、同种电荷相互、同种电荷相互 、异种电荷相互异种电荷相互 。排斥排斥吸引吸引3 3、起电方法：、起电方法：起电、起电、起电、起电、起电起电 摩擦摩擦感应感应接触接触4 4、电荷守恒定律：、电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中移到另一部分，在转移的过程中,电荷的总量不变电荷的总量不变.（1 1）什么样的情况下，可以将物体看成质点？）什么样的情况下，可以将物体看成质点？（2 2）质点实际存在吗？）质点实际存在吗？通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况下通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况下可以将带电体看成是点电荷呢？可以将带电体看成是点电荷呢？一、点电荷：一、点电荷：（1）点电荷：点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷荷称为点电荷.（2）点电荷：点电荷：是一种理想化的模型是一种理想化的模型.质点：质点：在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体，用来代替物体的有质量的点称为质点，是物理学的一个理想化模型。既然电荷之间存在相互作用，那么电荷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与哪些因素有关呢？之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢？A A是一个带正电的物体。是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较位置，比较相同的相同的小球小球在不同位置所受带电体的在不同位置所受带电体的作用力的大小作用力的大小思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考二：你认为这个力的大小会与哪些因素有关？思考二：你认为这个力的大小会与哪些因素有关？二、探究影响电荷间相互作用力的因素二、探究影响电荷间相互作用力的因素 实验实验定性定性（用文字语言进行相关描述）（用文字语言进行相关描述）表明：表明：电荷之间的作用力随着电荷量的增大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而增大，随着距离的增大而减小库仑的实验库仑的实验实验装置：实验装置：库仑扭秤库仑扭秤实验方法实验方法：控制变量法控制变量法 微笑放大法微笑放大法实验结论：实验结论：库仑定律库仑定律当电量不变时，当电量不变时，F F与距离与距离r r的二次方成反比的二次方成反比F当之间距离不变时，当之间距离不变时，F F与与、的乘积成正比的乘积成正比 F1 1、内容：、内容：真空真空中两个中两个静止静止的的点电荷点电荷之间的作用之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。用力的方向沿着这两个点电荷的连线。2 2、表达式：、表达式：其中：其中：k k叫静电力常量，叫静电力常量，k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2三、库仑定律三、库仑定律注意：注意：（1 1）在计算时）在计算时q q1 1、q q2 2只要代入大小，只要代入大小，“+”、“-”号不要代入号不要代入（2 2）库仑定律只能计算库仑力的大小）库仑定律只能计算库仑力的大小 ，方向在连线上，还需，方向在连线上，还需进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定1 1、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A A、点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是、点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是 不存在的不存在的B B、点电荷就是体积和带电量都很小的带电体、点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C C、根据库仑定律可知，当、根据库仑定律可知，当r r 0 0 时时,F ,F D D、一个带电体能否看成点电荷，不是看它的、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究的问题的影响是否可以忽略不计答案：AD 解：氢原子核与电子之间的库仑力解：氢原子核与电子之间的库仑力 F F电电为：为：2 2、在在氢氢原原子子中中，原原子子核核只只有有1 1个个质质子子,核核外外只只有有1 1个个电电子子,它它们们之之间间的的距距离离 r r =5.35.31010-11-11 m m。求求氢氢原原子子核核与与电电子子之之间间的的库库仑仑力力 F F电电与与它它们们之之间间的的万万有有引引力力F F引引 的的比比值值？(已已知知质子的质量为质子的质量为1.671.67 10 10-27-27kgkg，电子的质量为，电子的质量为9.19.11010-31-31kgkg）氢原子核与电子之间的万有引力氢原子核与电子之间的万有引力 F F 引引 为：为：小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。略。F F电电F F 引引3、见教材P9例题方法归纳：方法归纳：4 4、真空中有三个点电荷、真空中有三个点电荷,它们固定在边长为它们固定在边长为50cm 50cm 的等边三角形的三个顶点上的等边三角形的三个顶点上,每个点电每个点电荷都是荷都是q=q=+2+21010-6-6 C C,求它们的库仑力？求它们的库仑力？q1q3q25 5、在真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小、在真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球球A A和和B(B(均可看做点电荷均可看做点电荷),),分别固定在两处分别固定在两处,两球两球间静电力为间静电力为F F。现用一个不带电的同样的金属小球。现用一个不带电的同样的金属小球C C先与先与A A接触接触,再与再与B B接触接触,然后移开然后移开C,C,此时此时A A、B B球间球间的静电力变为多大的静电力变为多大?一个定律：一个定律：库仑定律库仑定律一个模型：一个模型：理想化模型理想化模型点电荷点电荷一个公式：一个公式：一种物理实验方法：一种物理实验方法：控制变量法控制变量法