湖南省长郡中学高中物理第一章第二节库仑定律课件新人教版选修3_1.ppt

同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。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？之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？影响两点电荷间作用力的因素：影响两点电荷间作用力的因素：距离和电荷量距离和电荷量 实验表明，电荷之间的作用力随着电荷实验表明，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。量的增大而增大，随着距离的增大而减小。早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了库仑定律年得出了库仑定律.库库仑仑扭扭秤秤库仑的实验库仑的实验库伦做实验用的装置库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如图，细银叫做库伦扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属棒的一端是一个带电的金属小球小球A，另一端有一个不带，另一端有一个不带电的球与电的球与A球的重力平衡。球的重力平衡。当把另一个带电的小球当把另一个带电的小球C插插入容器并使它靠近入容器并使它靠近A时，时，A和和C之间的作用力使悬丝扭之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。以比较力的大小。1、保持、保持A、C两球的两球的带电量不变，改变带电量不变，改变A、C之之间的距离间的距离r，记录每次悬丝，记录每次悬丝扭转的角度，便可以找到扭转的角度，便可以找到力力F与距离与距离r的关系。的关系。2、保持、保持A、C两球之两球之间的距离间的距离r不变，改变不变，改变A、C的带电量的带电量q1和和q2，记录每，记录每次悬丝扭转的角度次悬丝扭转的角度,便可以便可以找到力找到力F与与q1和和q2的关系。的关系。1.F与与r有关有关 2.F与与q有关有关 库仑的实验库仑的实验研究方法：研究方法：控制变量法控制变量法.结论：保持两球上的电量不变，改变两球结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离之间的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即距离的平方成反比，即 F1/r2结论：保持两球间的距离不变，改变两球结论：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，即量的乘积成正比，即 F q1q2库仑定律库仑定律内容：内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作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，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。力的方向在它们的连线上。库仑定律库仑定律大小：大小：内容：内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作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，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。力的方向在它们的连线上。库仑定律库仑定律其中其中k叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0109 Nm2/C2 是由实验测定出来的是由实验测定出来的大小：大小：内容：内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作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，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。力的方向在它们的连线上。库仑定律库仑定律电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.适用范围：适用范围：1.真空中；真空中；2.点电荷点电荷.其中其中k叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0109 Nm2/C2 是由实验测定出来的是由实验测定出来的大小：大小：内容：内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作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，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。力的方向在它们的连线上。点电荷是实际带电体在一定条件下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。点电荷本身引进的一个理想化的模型。点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点质点”类似。类似。点电荷点电荷:典型例题典型例题例例1 1 关于点电荷的下列说法中正确的是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真正的点电荷是不存在的B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C.足够小（如体积小于足够小（如体积小于1）的电荷就是点）的电荷就是点电荷电荷D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它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的问题的影响是否可以忽略不计典型例题典型例题例例1 1 关于点电荷的下列说法中正确的是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真正的点电荷是不存在的B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C.足够小（如体积小于足够小（如体积小于1）的电荷就是点）的电荷就是点电荷电荷D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它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的问题的影响是否可以忽略不计如果存在两个以上的点电荷，那么每如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷要受到什么力？个点电荷要受到什么力？如果存在两个以上的点电荷，那么每如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷要受到什么力？个点电荷要受到什么力？两个点电荷之间的作用力不因第三个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，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。力的矢量和。【例例2 2】已知氢核（质子）是已知氢核（质子）是1.6710-27kg，电子的质量是电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间，在氢原子内它们之间的最短距离为的最短距离为5.310-11m。试比较氢核与核外电。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。子之间的库伦力和万有引力。【例例2 2】已知氢核（质子）是已知氢核（质子）是1.6710-27kg，电子的质量是电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间，在氢原子内它们之间的最短距离为的最短距离为5.310-11m。试比较氢核与核外电。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。子之间的库伦力和万有引力。【例例2 2】已知氢核（质子）是已知氢核（质子）是1.6710-27kg，电子的质量是电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间，在氢原子内它们之间的最短距离为的最短距离为5.310-11m。试比较氢核与核外电。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。子之间的库伦力和万有引力。从例题可以从例题可以看出：电子和质子看出：电子和质子的静电力是它们间的静电力是它们间万有引力的万有引力的2.31039倍。正因倍。正因如此，以后在研究如此，以后在研究带电微粒间相互作带电微粒间相互作用时，经常忽略万用时，经常忽略万有引力。有引力。【例例2 2】已知氢核（质子）是已知氢核（质子）是1.6710-27kg，电子的质量是电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间，在氢原子内它们之间的最短距离为的最短距离为5.310-11m。试比较氢核与核外电。试比较氢核与核外电子之间的库伦力和万有引力。子之间的库伦力和万有引力。库仑定律库仑定律和万有引力定律和万有引力定律都遵从平方反比都遵从平方反比规律，人们至今规律，人们至今还不能说明它们还不能说明它们的这种相似性，的这种相似性，物理学家还在继物理学家还在继续研究。续研究。【例例3 3】真空中有三个点电荷，它们固定在真空中有三个点电荷，它们固定在边长边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是荷都是+210-6C，求它们所受的库伦力。，求它们所受的库伦力。【例例3 3】真空中有三个点电荷，它们固定在真空中有三个点电荷，它们固定在边长边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是荷都是+210-6C，求它们所受的库伦力。，求它们所受的库伦力。【例例4 4】下列说法中正确的是：下列说法中正确的是：A.点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷 B.点电荷就是体积和带电量都很小的点电荷就是体积和带电量都很小的带电体带电体 C.根据根据 可知，当可知，当r0时，时，F D.静电力常量的数值是由实验得到的静电力常量的数值是由实验得到的【例例4 4】下列说法中正确的是：下列说法中正确的是：A.点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷 B.点电荷就是体积和带电量都很小的点电荷就是体积和带电量都很小的带电体带电体 C.根据根据 可知，当可知，当r0时，时，F D.静电力常量的数值是由实验得到的静电力常量的数值是由实验得到的