【课件】库仑定律+课件-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

第九章第九章 静电场及其应用静电场及其应用第第2 2节节 库仑定律库仑定律学习目标1.1.通过通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立建立过程中过程中发挥发挥的的重要作用重要作用。2.2.通过通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。3.3.理解理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题的相互作用问题。4.4.体会体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。5.5.对比对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。统一之美，提高物理学习兴趣。新 课 引 入 如如图，图，带正电的带电体带正电的带电体C C置于铁架台旁，置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在把系在丝线上带正电的小球先后挂在P P1 1、P P2 2、P P3 3等位置。等位置。带电体带电体C C与小球间的作用力会随距与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？离的不同怎样改变呢？（3 3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？（2 2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？样变化？（1 1）这个力的大小通过什么可以比较出来？用这个力的大小通过什么可以比较出来？用什么实验什么实验方法进方法进行研究？行研究？新 课 教 学 电荷电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离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的增大而减小。思考思考1 1：电荷：电荷之间的作用力会不会与万有引之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？力具有相似的形式呢？新 课 教 学思考思考2 2：什么是点电荷：什么是点电荷？1.1.库仑定律：库仑定律：一、电荷之间的作用力 真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷之之间间的的相相互互作作用用力力，与与它它们们的的电电荷荷量量的的乘乘积积成成正正比比，与与它它们们的的距距离离的的二二次次方方成成反反比，作用力的方向在它们的连线上比，作用力的方向在它们的连线上。这种这种电荷之间的相互作用力叫作电荷之间的相互作用力叫作静电力静电力或或库仑力库仑力。适用适用条件：条件：（1 1）真空中；（）真空中；（2 2）静止点电荷）静止点电荷对对点电荷的理解点电荷的理解：（1 1）点电荷点电荷（只有电荷量，没有大小和形状）类似于力学中（只有电荷量，没有大小和形状）类似于力学中的质点，也是一的质点，也是一种种理想化理想化模型模型，实际上是不存在的实际上是不存在的。（2 2）均匀）均匀带电的球体，由于球所具有的对称性，即使它们之带电的球体，由于球所具有的对称性，即使它们之间的距离不是很大间的距离不是很大，一般，一般也可以当作点电荷来处理。也可以当作点电荷来处理。电荷集中电荷集中在球心的点电荷在球心的点电荷。新 课 教 学 如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的至带电体自身的大小、形状及电荷分布大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点，力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点，叫作叫作点电荷点电荷。（。（有电荷量的点。有电荷量的点。）2.2.点电荷：点电荷：新 课 教 学（3 3）研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。（4 4）点电荷不同于元电荷，点电荷是）点电荷不同于元电荷，点电荷是带电体的理想模型带电体的理想模型，元电，元电荷是最小的电荷量。荷是最小的电荷量。（5 5）点电荷的带电量可能很大也可能很小，但一定是元电荷的）点电荷的带电量可能很大也可能很小，但一定是元电荷的整数倍。整数倍。例1.下列对点电荷的理解正确的是（）A.体积很大的带电体都不能看作点电荷B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷C.只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷D.当两个带电体的形状和大小对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷典 例 精 析新 课 教 学 库仑做实验用的装置叫做库仑做实验用的装置叫做库仑库仑扭扭秤秤。如图所示，细银丝的下端悬挂一。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个根绝缘棒，棒的一端是一个带电带电的的金金属小球属小球A A，另一端有一个，另一端有一个不带电不带电的的球球B B，B B与与A A所受的所受的重力平衡重力平衡。当把另一个。当把另一个带电带电的的金属球金属球C C插入容器并使它插入容器并使它靠近靠近A A时，时，A A和和C C之间的作用力使之间的作用力使悬丝扭转悬丝扭转，通过通过悬丝扭转悬丝扭转的的角度角度可以可以比较力的大比较力的大小小。二、库仑的实验平衡小球平衡小球B B细银丝细银丝带电小球带电小球C C带电小球带电小球A A刻度盘与指针刻度盘与指针新 课 教 学控制变量法控制变量法、微小量放大法、微小量放大法 思考思考3 3：在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，那么库仑是没有，那么库仑是怎样改变电怎样改变电荷量呢荷量呢？新 课 教 学ACAACAD新 课 教 学新 课 教 学1.1.库仑定律：库仑定律：一、电荷之间的作用力 真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷之之间间的的相相互互作作用用力力，与与它它们们的的电电荷荷量量的的乘乘积积成成正正比比，与与它它们们的的距距离离的的二二次次方方成成反反比，作用力的方向在它们的连线上比，作用力的方向在它们的连线上。这种这种电荷之间的相互作用力叫作电荷之间的相互作用力叫作静电力静电力或或库仑力库仑力。适用适用条件：条件：（1 1）真空中；（）真空中；（2 2）静止点电荷）静止点电荷表达式表达式：静电力常量：静电力常量：=./新 课 教 学不可以，不可以，例2.(多选)(2022北京市延庆区高二期末改编)关于库仑定律，下列说法正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看作点电荷B.根据库仑定律，当两个带电体间的距离r0时，库仑力将趋向无穷大C.库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比的定律D.静电力常量k的值为9.0109 Nm2/C2典 例 精 析例例.在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3105.310-11-11，试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。典 例 精 析典 例 精 析 微观粒子微观粒子之间的之间的万有引力远小于库仑力万有引力远小于库仑力。因此，在研究微。因此，在研究微观带点离子的相互作用时，可以把万有引力忽略。观带点离子的相互作用时，可以把万有引力忽略。引新 课 教 学 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点电荷的作用力的点电荷单独对这个点电荷的作用力的失量和失量和。思考思考6 6：库仑定律：库仑定律描述的是两个点电荷之间的作用力。如描述的是两个点电荷之间的作用力。如果存在两个以上点电荷，那么果存在两个以上点电荷，那么，其中一个点电荷受到，其中一个点电荷受到其他所其他所有点电荷对它的有点电荷对它的作用力该如何求解呢？作用力该如何求解呢？典 例 精 析q1q3q2F1F2F合=.例例.真空中有三个点电荷，它们固定在边长真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm50cm的等边三角形的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是的三个顶点上，每个点电荷都是210210-6-6C C.求它们各自所受的求它们各自所受的库库仑力。仑力。新 课 教 学 库仑定律库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的虽然是虽然是点电荷之间的静电力点电荷之间的静电力，但是任何一个带电体都可以，但是任何一个带电体都可以看成是由看成是由许多点电荷组成许多点电荷组成的。所以，如果知道带电体上的的。所以，如果知道带电体上的电荷分布电荷分布，根据库仑定律就可以求出带电体之间的静电力，根据库仑定律就可以求出带电体之间的静电力的大小和方向的大小和方向。例3.A、B、C三点在同一直线上，ABBC12，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为q的点电荷时，Q所受的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为2q的点电荷，则Q所受的静电力为典 例 精 析例4.两个半径为R的带电金属球带同种电荷，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F满足关系式（）典 例 精 析小 结真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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.3.适用条件：4.点电荷：k=9.0109Nm2/C22.公式：1.内容：真空（空气中近似成立）点电荷是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷.谢谢观看！谢谢观看！