库仑定律课件 ---高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

5.电子和质子的电荷量分别是多少？他们是元电荷吗？电子和质子的电荷量分别是多少？他们是元电荷吗？课前知识回顾课前知识回顾1、谁发现了电荷？谁测出了元电荷的电量、谁发现了电荷？谁测出了元电荷的电量？2、什么叫元电荷、什么叫元电荷?元电荷的电量是多少？用什么表示？元电荷的电量是多少？用什么表示？3、什么是感就起电？感应起的规律、什么是感就起电？感应起的规律？4、完全相同完全相同两小球接触带电的规律两小球接触带电的规律?6、带电体的电荷量是任意的吗？、带电体的电荷量是任意的吗？均为：均为：e=1.61019 C不是元电荷不是元电荷不是，是元电荷的整数倍，即不是，是元电荷的整数倍，即Q=ne富兰克林富兰克林密立根密立根最小的电荷量最小的电荷量 1.61019 Ce把带电体移近不带电的导体，使导体带电的现象把带电体移近不带电的导体，使导体带电的现象近异远同近异远同先中和再均分先中和再均分同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引那么电荷之间相互作用力大小与那些因素相关？温故知新9.2 库伦定律库伦定律巴州一中物理备课组巴州一中物理备课组巴州一中物理备课组巴州一中物理备课组 伏军伏军伏军伏军1.1.掌握掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其表达式，知道静电力常解库仑定律的含义及其表达式，知道静电力常量。量。2 2.会会用库仑定律的公式进行有关的计算。用库仑定律的公式进行有关的计算。3 3.知道库仑扭秤的实验原理。知道库仑扭秤的实验原理。学习目标学习目标大胆猜想影响电荷间相互作大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素用力的因素1.1.可能跟电荷电量有关可能跟电荷电量有关2.2.可能与两个电荷间的距可能与两个电荷间的距离有关离有关问题一：这个力的大小通过什问题一：这个力的大小通过什么可以比较出来？么可以比较出来？问题二：多个因素影问题二：多个因素影响的时候，我们一般响的时候，我们一般会采用什么方法进行会采用什么方法进行研究？研究？思考思考 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间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？相互作用力的大小决定于那些因素呢？GGF FT T 方法方法：控制变量法控制变量法实验表明：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。增大而减小。根据控制变量法可猜想：根据控制变量法可猜想：电荷间的作用力会不会与电荷间的作用力会不会与万有引力相似？即：万有引力相似？即：r r一定时，一定时，q q一定时，一定时，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。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。卡文迪许和普里斯特等人都确信卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比平方反比”规律规律适用于电荷间的力。适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后两千年后的的法国法国物理学家物理学家库仑库仑。库仑做了大量实验。库仑做了大量实验,于于17851785年得出了库仑定律。年得出了库仑定律。一、库仑定律一、库仑定律1.1.内容：内容：真空中真空中两个两个静止点电荷静止点电荷之间的相互作用力，与它们之间的相互作用力，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，的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力作用力的方向在它们的的方向在它们的连线上连线上。2.2.适用条件：适用条件：电荷间的这种作用力叫做电荷间的这种作用力叫做库仑力库仑力或或静电力。静电力。（1 1）真空中）真空中 （2 2）静止的）静止的点电荷点电荷(以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)3 3、点电荷、点电荷 （1 1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小大小远远小于小于它们之间的它们之间的距离距离，以至带电体自身的，以至带电体自身的大小大小、形状形状及及电荷分电荷分布状况布状况对我们所讨论的对我们所讨论的问题影响问题影响甚小，相对来说可把带电体看甚小，相对来说可把带电体看作一带电的点，叫做作一带电的点，叫做点电荷。点电荷。（2 2）点电荷点电荷是一个是一个理想化的模型理想化的模型，类似于力学中的质点。类似于力学中的质点。库仑扭秤实验库仑扭秤实验操作方法操作方法:力矩平衡（静电力力矩力矩平衡（静电力力矩金属细丝扭转力矩）金属细丝扭转力矩）设计思想：控制变量法设计思想：控制变量法库仑扭秤库仑扭秤库仑扭秤库仑扭秤库仑库仑库仑库仑思想方法：放大、转化思想方法：放大、转化（二）、库仑定律的表达式（二）、库仑定律的表达式式中的式中的k是比例系数，叫做静电常量。是比例系数，叫做静电常量。计算大小时只需将电荷量的计算大小时只需将电荷量的绝对值绝对值代入。代入。方向：方向：在两点电荷的连线上，在两点电荷的连线上，同种同种电荷电荷相斥相斥，异种异种电荷电荷相吸相吸。2.2.点电荷之间的静电力遵循点电荷之间的静电力遵循点电荷之间的静电力遵循点电荷之间的静电力遵循牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律。1.1.能否由库仑定律表达式得出，当能否由库仑定律表达式得出，当能否由库仑定律表达式得出，当能否由库仑定律表达式得出，当r0r0时，时，时，时，FF的结论？的结论？的结论？的结论？拓展思考拓展思考当当当当r0r0r0r0时，两电荷不能再视为时，两电荷不能再视为时，两电荷不能再视为时，两电荷不能再视为点电荷，库仑定律不再适用点电荷，库仑定律不再适用点电荷，库仑定律不再适用点电荷，库仑定律不再适用!2.2.两个带电金属球，球心距离为两个带电金属球，球心距离为两个带电金属球，球心距离为两个带电金属球，球心距离为r r，两球间，两球间，两球间，两球间 的库仑力仍然遵循的库仑力仍然遵循的库仑力仍然遵循的库仑力仍然遵循 吗？吗？吗？吗？r rr r+-+两金属球带同种电荷两金属球带同种电荷两金属球带同种电荷两金属球带同种电荷两金属球带异种电荷两金属球带异种电荷两金属球带异种电荷两金属球带异种电荷 例例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.足够小的电荷就是点电荷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否可以忽略不计ABD例例3 3：用绝缘丝线悬挂一质量为：用绝缘丝线悬挂一质量为m m的带电小球的带电小球B,B,放置在电荷放置在电荷量为量为+Q+Q的小球的小球A A附近附近.如图所示如图所示,A,A、B B两球在同一水平面上相距两球在同一水平面上相距S,S,丝线与竖直方向夹角丝线与竖直方向夹角=37=37o o,A,A、B B两带电球可看成点电荷。试两带电球可看成点电荷。试求求(1)(1)丝线拉力丝线拉力(2)A(2)A、B B两球之间的静电力两球之间的静电力 (3)B(3)B球所带电荷的性质球所带电荷的性质(4)B(4)B球的电荷量的大小球的电荷量的大小+AB 例例4.两个相同的金属小球两个相同的金属小球，带电量之比为，带电量之比为 1 7，相距为，相距为 r (r 远大于小球半径远大于小球半径)，两者相互接触后再放回原来的位置，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的上，则它们间的库仑力可能为原来的()CD如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？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变化。在而有所变化。两个两个或或两个以上点电荷两个以上点电荷对对某一个某一个点电荷的作用力，等于点电荷的作用力，等于各点电各点电荷单独荷单独对对这个点电荷这个点电荷的作用力的的作用力的矢量和矢量和。已知：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+210-6C。求：它们各自所受的库仑力q1q2q3F2F1F两个点电荷之间的作用两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的力不因第三个点电荷的存在而有所改变。存在而有所改变。多个点电荷对同一点电多个点电荷对同一点电荷的作用力等于各点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的作荷单独对这个电荷的作用力的用力的矢量和矢量和。规律方法 带电体力学问题的一般处理方法1、确定研究对象2、受力分析:分清受什么力;（库仑力也叫静电力，是性质力）3、状态分析:平衡状态还是其他状态;4、根据规律列方程求解.要熟练掌握库仑定律.典例体验典例体验典典例例两两个个带带正正电电荷荷的的小小球球，电电荷荷量量分分别别为为Q和和9Q，在在真真空空中中相相距距l。如如果果引引入入第第三三个个小小球球，恰恰好好使使得得三三个个小小球球只只在在它它们们相相互互之之间间的的静静电电力力作作用用下下处处于于平平衡衡状状态态，第第三三个个小小球球应应带带何何种种电荷，放在何处，电荷量又是多少？电荷，放在何处，电荷量又是多少？拓展拓展上例中，若把两个带正电的小球固定，其他条件不变，则结上例中，若把两个带正电的小球固定，其他条件不变，则结果如何？果如何？总结总结：1、三个自由三个自由点电荷的平衡问题点电荷的平衡问题(1)条条件件：每每个个点点电电荷荷受受到到的的两两个个库库仑仑力力必必须须大大小小相等，方向相反。相等，方向相反。(2)规律：规律：“三点共线三点共线”三个点电荷分布在同一直线上；三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异两同夹异”正负电荷相互间隔；正负电荷相互间隔；“两大夹小两大夹小”中间电荷的电荷量最小；中间电荷的电荷量最小；“近小远大近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。中间电荷靠近电荷量较小的电荷。2、若其中两个电荷固定、若其中两个电荷固定，对，对第三个第三个电荷电荷 的的电性电性、电量电量无要无要求，只需把求，只需把第三个电荷第三个电荷放在两固定电荷放在两固定电荷 连线之间连线之间且且靠近靠近电荷电荷量小的即可平衡量小的即可平衡课堂小结课堂小结一个模型：理想化模型一个模型：理想化模型点电荷点电荷一个定律：库仑定律一个定律：库仑定律一个公式：一个公式：F=kqF=kq1 1q q2 2/r/r2 2一种物理实验方法：控制变量法一种物理实验方法：控制变量法一种物理探究过程：定性探究一种物理探究过程：定性探究定量探究定量探究1.两个可自由移动的点电荷分别放在两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B 两处两处，如图所示，如图所示，A 处电荷带正电处电荷带正电 Q1，B 处电荷带负电处电荷带负电 Q2，且，且 Q2 4 Q1，另取一个可以自由移动的点电荷，另取一个可以自由移动的点电荷 Q3，放，放在直线在直线 AB 上，欲使整个系统处于平衡状态，则上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ()A.Q3 为负电荷，且放于为负电荷，且放于 A 左方左方 B.Q3 为负电荷，且放于为负电荷，且放于 B 右方右方 C.Q3 为正电荷，且放于为正电荷，且放于 A 与与 B 之间之间 D.Q3 为正电荷，且放于为正电荷，且放于 B 右方右方堂堂清堂堂清2 2.真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q Q1 1Q Q2 2，点电，点电荷荷q q置于置于Q Q1 1、Q Q2 2连线上某点时，正好处于平衡，则连线上某点时，正好处于平衡，则()()A Aq q一定是正电荷一定是正电荷B Bq q一定是负电荷一定是负电荷C Cq q离离Q Q2 2比离比离Q Q1 1远远 D Dq q离离Q Q2 2比离比离Q Q1 1近近3.3.如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m m1 1和和m m2 2带电量分别为带电量分别为q q1 1和和q q2 2的小的小球，用长度不等的绝缘细线悬挂起来，两细线与竖直方向球，用长度不等的绝缘细线悬挂起来，两细线与竖直方向的夹角分别为的夹角分别为和和（），两小球恰在同一水平面），两小球恰在同一水平面上，那么（上，那么（）两球一定带异种电荷两球一定带异种电荷B Bq q1 1一定大于一定大于q q2 2 C Cm m1 1一定小于一定小于m m2 2D Dm m1 1所受库仑力力一大于所受库仑力力一大于m m2 2所受的库仑力所受的库仑力1.两个可自由移动的点电荷分别放在两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B 两处两处，如图所示，如图所示，A 处电荷处电荷带正电带正电 Q1，B 处电荷带负电处电荷带负电 Q2，且，且 Q2 4 Q1，另取一个可以自由移动，另取一个可以自由移动的点电荷的点电荷 Q3，放在直线，放在直线 AB 上，欲使整个系统处于平衡状态，则上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ()A.Q3 为负电荷，且放于为负电荷，且放于 A 左方左方 B.Q3 为负电荷，且放于为负电荷，且放于 B 右方右方 C.Q3 为正电荷，且放于为正电荷，且放于 A 与与 B 之间之间 D.Q3 为正电荷，且放于为正电荷，且放于 B 右方右方A堂堂清答案堂堂清答案2 2：真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q Q1 1Q Q2 2，点，点电荷电荷q q置于置于Q Q1 1、Q Q2 2连线上某点时，正好处于平衡，则连线上某点时，正好处于平衡，则()()A Aq q一定是正电荷一定是正电荷B Bq q一定是负电荷一定是负电荷C Cq q离离Q Q2 2比离比离Q Q1 1远远D Dq q离离Q Q2 2比离比离Q Q1 1近近D D3 3：如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m m1 1和和m m2 2带电量分别为带电量分别为q q1 1和和q q2 2的小球，的小球，用长度不等的绝缘细线悬挂起来，两细线与竖直方向的夹角用长度不等的绝缘细线悬挂起来，两细线与竖直方向的夹角分别为分别为和和（），两小球恰在同一水平面上，那么），两小球恰在同一水平面上，那么（）两球一定带异种电荷两球一定带异种电荷B Bq q1 1一定大于一定大于q q2 2 C Cm m1 1一定小于一定小于m m2 2D Dm m1 1所受库仑力力一定所受库仑力力一定 大于大于m m2 2所受的库仑力所受的库仑力ACAC课时评价 1-12作业作业