物理 第1章 静电场 1.2 库仑定律 新人教版选修3-1 .ppt

2 库仑定律 演示一：让带电物体演示一：让带电物体A靠近悬挂靠近悬挂在丝线的带电小球，观察在不同在丝线的带电小球，观察在不同距离时小球偏转角度。距离时小球偏转角度。一、一、实验演示：探究影响电荷间相互作用力的因素实验演示：探究影响电荷间相互作用力的因素 演示二：使小球处于同一位置，演示二：使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，增大或减少小球所带的电荷量，观察小球的偏角的变化关系。观察小球的偏角的变化关系。A 结论：结论：实验表示，电荷之间的作用力随实验表示，电荷之间的作用力随 的增大而增的增大而增大，随大，随 的增大而减少。的增大而减少。关键一点关键一点该实验采用了控制变量法探究力与电荷该实验采用了控制变量法探究力与电荷量、距离之间的关系。量、距离之间的关系。电荷量电荷量距离距离1.1.内容：内容：内容：内容：真空中两个点电荷之间的相互真空中两个点电荷之间的相互真空中两个点电荷之间的相互真空中两个点电荷之间的相互作用力作用力作用力作用力 F F的大小，跟它们的电荷量的大小，跟它们的电荷量的大小，跟它们的电荷量的大小，跟它们的电荷量 Q Q1 1，Q Q2 2 的乘积成正比，跟它们的距离的乘积成正比，跟它们的距离的乘积成正比，跟它们的距离的乘积成正比，跟它们的距离 r r 的二的二的二的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的次方成反比，作用力的方向沿着它们的次方成反比，作用力的方向沿着它们的次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。连线。连线。连线。电荷间的作用力叫做静电力（库仑力）电荷间的作用力叫做静电力（库仑力）电荷间的作用力叫做静电力（库仑力）电荷间的作用力叫做静电力（库仑力）二、库仑定律二、库仑定律二、库仑定律二、库仑定律2.2.2.2.适用条件适用条件适用条件适用条件 真空，静止点电荷真空，静止点电荷真空，静止点电荷真空，静止点电荷 3.3.3.3.点电荷点电荷点电荷点电荷 当带电体的大小、形状比起相互作用的距离当带电体的大小、形状比起相互作用的距离小很多时小很多时,以至带电体的形状、大小及电荷分以至带电体的形状、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计时，带电体可视为点电荷.点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并不存在。不存在。不存在。不存在。三、库仑的实验三、库仑的实验 1.结构简介：结构简介：库仑做实验用的装置叫做库仑做实验用的装置叫做 扭秤。扭秤。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球棒的一端是一个带电的金属小球A，另一，另一端有一个不带电的球端有一个不带电的球B，B与与A所受的重力所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球平衡。当把另一个带电的金属球C插入容插入容器并使它靠近器并使它靠近A时，时，A和和C之间的作用力之间的作用力使悬丝使悬丝 ，通过悬丝扭转的，通过悬丝扭转的 可以比较力的大小。可以比较力的大小。库仑库仑扭转扭转角度角度距离距离r带电荷量带电荷量qFq1q2深化理解深化理解1.点电荷是一种理想化的模型,实际上并不存在。2.只有带电体间距远大于其自身的大小时,才能被看作点电荷,因此对公式 ，不存在r0的时候,当然也就不存在F。3.金属球内有自由电荷金属球内有自由电荷,在其他的带电体作用下电荷在其他的带电体作用下电荷会重新分布会重新分布,当金属球自身大小与其间距相比不可忽当金属球自身大小与其间距相比不可忽略的时候略的时候,就不会是均匀的带电体就不会是均匀的带电体,也就不能被看作点也就不能被看作点电荷电荷例例1.1.氢原子核（即质子）的质量是氢原子核（即质子）的质量是 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的在氢原子内它们之间的最短距离为最短距离为5.310-11m。试比较氢核与核外电子之。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力间的库仑力和万有引力.电子和质子的电子和质子的静电引力静电引力F F1 1和和万有引力万有引力F F2 2分别是分别是F1F2=kQ1Q2Gm1m2=9.01091.6010-191.6010-196.6710-119.110-311.6710-27=2.31039研究带电微粒间相互作用时研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力经常忽略万有引力 例题例题2:真空中有三个点电荷真空中有三个点电荷,它们固定在边长它们固定在边长50cm的等的等边三角形的三个顶点上边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是每个点电荷都是+2 X10-6C,求它求它们所受的库仑力们所受的库仑力.F1F2F3q1q2q3+解析：如图所示，F1=F2=k=0.144N根据力的合成的平行四边形定则，每个点电荷受的合力是 F=2 F1cos300=0.25N