高中物理库仑定律课件.pptx

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1、库仑定律库仑定律 1. 1.自然界只存在正、负两种电荷自然界只存在正、负两种电荷2 2.同种电荷互相排斥同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引异种电荷互相吸引.一、起电方法：一、起电方法： 1.摩擦起电摩擦起电 摩擦起电的实质是摩擦起电的实质是: :一个物体失去一些电子一个物体失去一些电子而带正电而带正电, ,另一个物体得到这些电子而带负电另一个物体得到这些电子而带负电. .电量（电荷量）电量（电荷量）表示字母表示字母 Q单位：库伦（单位：库伦（C）+5C+5C+2.5C+2.5C2.接触起电接触起电+2.5C+2.5C当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，均分电量均分电

2、量2.接触起电接触起电如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分+5C-3C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，均分电量均分电量+5C-3C+1C+1C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分均分电量均分电量当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，+1C+1C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分均分电量均分电量当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触

3、时，3.感应起电感应起电静电感应现象静电感应现象验电器验电器起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电静电感应静电感应接触起电接触起电实质：电荷的转移。实质：电荷的转移。电子得失电子得失 二、二、电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不能创造：电荷既不能创造, ,也也不能消灭不能消灭, ,只能从一个物体转移到另一个物体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或者从物体的一部分转移到另一部分, ,在转移在转移的过程中的过程中, ,电荷的总量不变电荷的总量不变. .元电荷元电荷, ,指电子指电子( (或质子或质子) )所带的电荷量所带的电荷量e e1.601.601010-19-19C

4、 C 所有带电体的电荷量是元电荷所有带电体的电荷量是元电荷e e的整数倍的整数倍. .粒子电荷量粒子电荷量Q和粒子质量和粒子质量 m m 之比之比. .荷质比（比荷）荷质比（比荷）电子的比荷：电子的比荷：Ce191060. 1kgme301091. 0kgC /1076. 111eme点电荷点电荷 只有电荷量而没有大小的几何点。只有电荷量而没有大小的几何点。一种理想模型一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷.电荷之间的作用力电荷之间的作用力电荷间相互作用的电力电荷间相互作用的电力F F叫做叫做静电力静

5、电力或或库仑力库仑力. .2 2、大小：、大小：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 23 3、方向：、方向：同同性相性相斥斥, ,异异性相性相吸吸. .221rQQkF k k:静电力常量静电力常量 4 4、适用条件：、适用条件： .真空真空(空气中近似成立空气中近似成立).点电点电荷荷例例1.关于点电荷的概念关于点电荷的概念,下列说法正确的是下列说法正确的是( )ABCD对于任何带电球体对于任何带电球体,总可把它看作电荷全部集中在总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷球心的点电荷只有体积很小的带电体才能看作点电荷只有体积很小的带电体才能看作点电荷体积很大的带电体一

6、定不能看作点电荷体积很大的带电体一定不能看作点电荷当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷这两个带电体可看作点电荷C例例2. 2. 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力试比较电子和质子间的静电引力和万有引力. .( (已知电子质量已知电子质量m m1 1=9.1=9.11010-31-31kg,kg,质子质量质子质量m m2 2=1.67=1.671010-27-27kg,kg,电子电子和质子的电荷量都是和质子的电荷量都是1.601.601010-19-19C.)C.)解：电子和质子的静电引力解：电子和

7、质子的静电引力F F1 1和万有引力和万有引力F F2 2分别是分别是F1F2=kQ1Q2Gm1m2=9.01091.6010-191.6010-196.6710-119.110-311.6710-27= 2.310392211rQQkF 2212rmmGF 以后在研究带电微粒间相互作用时以后在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.例例3. 3. 把两个完全相同的小球接触后分开把两个完全相同的小球接触后分开, ,两球相互排两球相互排斥斥, ,则两球原来的带电情况可能是则两球原来的带电情况可能是( )( )A AB BC CD D原来的其中一个带电原来的其中一个带电两个小球

8、原来分别带等量异种电荷两个小球原来分别带等量异种电荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带不等量异种电荷两个小球原来分别带不等量异种电荷ACDACD例例1:1:真空中有两个点电荷真空中有两个点电荷 , ,试回答试回答A: A: 保持电荷间的距离不变，一个电荷的电荷保持电荷间的距离不变，一个电荷的电荷量变为原来的量变为原来的4 4倍，另一个电荷的电荷量为原倍，另一个电荷的电荷量为原来的一半，库仑力变为原来的几倍来的一半，库仑力变为原来的几倍? ?B: B: 保持一个电荷的电荷量不变，另一个电荷保持一个电荷的电荷量不变，另一个电荷的电荷量变为原来的的电荷量变为原来的

9、2 2倍，同时，电荷间的距倍，同时，电荷间的距离变为原来的离变为原来的2 2倍，库仑力变为原来的几倍倍，库仑力变为原来的几倍? ?C: C: 保持两个电荷的电荷量不变，电荷间的相保持两个电荷的电荷量不变，电荷间的相互作用力变为原来的互作用力变为原来的1616倍时倍时, ,电荷间的距离为电荷间的距离为原来的几倍原来的几倍? ?( 2( 2倍倍 ) )( 1/2( 1/2倍倍 ) )( 1/4( 1/4倍倍 ) )例例2 2：甲、乙两个相同的小球，甲球带有：甲、乙两个相同的小球，甲球带有4 4 1010-12-12c c的正电荷，乙球带有的正电荷，乙球带有6 6 10 10-12-12c c的负电

10、的负电荷，放在真空中相距为荷，放在真空中相距为10cm10cm的地方，甲、乙的地方，甲、乙两球的半径远小于两球的半径远小于10cm10cm。（1 1）试求两球之间的库仑力，并说明是引）试求两球之间的库仑力，并说明是引力还是斥力？力还是斥力？（2 2）将两个导体球相互接触再放回原处，）将两个导体球相互接触再放回原处，其作用力多大？是斥力还是引力？其作用力多大？是斥力还是引力？410-12610-12（1）根据库仑定律）根据库仑定律,两个点电荷间的库仑两个点电荷间的库仑 力力F 为为=9109 ( 0.1 ) 2=2 .1610 -11 NF=kQ1Q2r2（引力）（引力）110-12110-12

11、（2）根据库仑定律）根据库仑定律,两个点电荷间的库仑两个点电荷间的库仑 力变为力变为F 1=910 9 ( 0.1 ) 2=910 -13 NF1= kQ1Q2r2（斥力）（斥力）例例7. A7. A、B B两个点电荷，相距为两个点电荷，相距为r r，A A带有带有9Q9Q的正电荷，的正电荷，B B带有带有4Q4Q的正电荷（的正电荷（1 1）如果）如果A A和和B B固定，应如何放固定，应如何放置第三个点电荷置第三个点电荷q q，才能使此电荷处于平衡状态？，才能使此电荷处于平衡状态？AB9Q4Q-点电荷的静电平衡点电荷的静电平衡Q1Q1-Q2q? 8 8、如图在正方形的三个顶点、如图在正方形的

12、三个顶点处各固定一个点电荷处各固定一个点电荷Q Q1 1、Q Q2 2, ,电电性如图，则在另一个顶点再性如图，则在另一个顶点再放一个放一个q q电荷，要使电荷，要使q q静止，静止，Q Q1 1、Q Q2 2的大小关系如何？的大小关系如何？q q的电荷的电荷量和电性能不能确定？量和电性能不能确定？2142QQ 9 9、如图所示，、如图所示，A A、B B是带有等量的同种电荷的两小球，是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是它们的质量都是m m，它们的悬线长度是，它们的悬线长度是L L，悬线上端都，悬线上端都固定在同一点固定在同一点O O，B B球悬线竖直且被固定，球悬线竖直且被固定，A

13、A球在力的作球在力的作用下，偏离用下，偏离B B球球x x的地方静止平衡，此时的地方静止平衡，此时A A受到绳的拉力受到绳的拉力为为T T；现在保持其他条件不变，；现在保持其他条件不变，用改变用改变A A球质量的方法，使球质量的方法，使A A球在距球在距B B为为1/2x1/2x处平衡；则处平衡；则A A受到的绳的受到的绳的拉力为（拉力为（ ） A.T B.2TA.T B.2T C.4T D.8T C.4T D.8T带电体的静电平衡带电体的静电平衡三三 巩固训练巩固训练1、如图、如图A、B、C三只相同的导体球，架在绝缘三只相同的导体球，架在绝缘支架上，已知支架上，已知A球带有正电荷，球带有正电

14、荷，B、C两球不带电。两球不带电。问：问：（1）如何使）如何使B、C两球都带有正电？两球都带有正电？（2）如何使）如何使B、C两球都带有负电？两球都带有负电？（3）如何使）如何使B、C两球带上异种等量的电荷？两球带上异种等量的电荷？ABC3、如图所示，三个点电荷、如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线固定在一直线上，上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距离的距离的2倍，每个电荷所倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比电量之比q1：q2：q3为（为（ ） A、 （9）：）：4：（：（36） B、9：4：

15、36 C、 （3）：）：2：6 D、3：2：63、如图所示，用两根同样长的细绳把两、如图所示，用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两球个带同种电荷的小球悬挂在一点。两球的质量相等，的质量相等，A球所带的电荷量大于球所带的电荷量大于B球球所带的电荷量。两球静止时，悬线与竖所带的电荷量。两球静止时，悬线与竖直线的偏角分别为直线的偏角分别为和和，则，则( ) A、 B、 = C、 AB4、如图所示、如图所示, 真空中两个相同的小球带有等量同种真空中两个相同的小球带有等量同种电荷电荷, 质量均为质量均为0.1g. 分别分别 用用10cm长的绝缘细线悬挂长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一

16、点于绝缘天花板的同一点, 当平衡时当平衡时B球偏离竖直方向球偏离竖直方向600, A球竖直悬挂且与墙壁接触球竖直悬挂且与墙壁接触. 求：求：(1) 每个小球的带电量每个小球的带电量;(2) 墙壁受到的压力墙壁受到的压力;(3) 每条细线的拉力每条细线的拉力.应用多个电荷的库仑定律时，应注意：应用多个电荷的库仑定律时，应注意：任意两个电荷间都存在一对库仑力，满足牛三定律。任意两个电荷间都存在一对库仑力，满足牛三定律。任何两个电荷之间的相互作用都满足库仑定律表达任何两个电荷之间的相互作用都满足库仑定律表达式，不因其他电荷存在而受影响。式，不因其他电荷存在而受影响。任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷对它的作用力的合力。对它的作用力的合力。几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守平行四边形法则。平行四边形法则。