《库仑定律》课件（2）.ppt

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1、第一章：静电场第一章：静电场第二节：库仑定律第二节：库仑定律1 1知道两种电荷及其相互作用知道点电荷量知道两种电荷及其相互作用知道点电荷量的概念的概念2 2了解静电现象及其产生原因；知道原子结构了解静电现象及其产生原因；知道原子结构, ,掌握电荷守恒定律掌握电荷守恒定律3 3掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有关的计算关的计算课堂导入课堂导入 我们最早是通过电荷之间的相互作我们最早是通过电荷之间的相互作用来认识电荷用来认识电荷电荷间的相互作用力可能电荷间的相互作用力可能和什么

2、有关？和什么有关？研究这个问题我们用研究这个问题我们用控制变量法控制变量法 结论：电荷之间的作用力结论：电荷之间的作用力F F随着电荷量随着电荷量q q的增大而的增大而增大，随着距离增大，随着距离r r的增大而减小。的增大而减小。带电量相同，带电量相同，带电小球偏带电小球偏转角不同转角不同 ,可可见其受力大见其受力大小不同。小不同。+Q+q观察下图，我们可以发现：观察下图，我们可以发现：一、库一、库 仑仑 定定 律律 在真空中两个点电荷之间的作用力，在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力们间的距离的二次方

3、成反比。作用力的方向在它们的连线上，作用力在它的方向在它们的连线上，作用力在它们的连线上。们的连线上。电荷间相互作用的电力电荷间相互作用的电力F F叫做静电力或库仑力叫做静电力或库仑力. .2 2、大小：、大小：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 23 3、方向：同性相斥、方向：同性相斥, ,异性相吸异性相吸. .221rQQkF k k: :静电力常量静电力常量. .真空真空( (空气中近似成立空气中近似成立) ). .点电荷点电荷一、库一、库 仑仑 定定 律律 4 4、适用条件：、适用条件： 1.1.完全相同的金属球接触后电荷的分配原则完全相同的金属球接触后电荷

4、的分配原则(1)(1)若两球带同种电荷若两球带同种电荷q q1 1、q q2 2，则接触后电量平均分配，则接触后电量平均分配. .即即(2)(2)若两球带异种电荷若两球带异种电荷q q1 1、q q2 2，则接触后电量先中和后，则接触后电量先中和后平分，即平分，即 电性与带电量大的金属球相同电性与带电量大的金属球相同. .1212qqqq.2 1212qqqq2 ，库仑定律的理解库仑定律的理解2.2.对库仑定律的三点说明对库仑定律的三点说明(1)(1)库仑定律只适用于真空中静止的点电荷，空气中也可库仑定律只适用于真空中静止的点电荷，空气中也可以近似使用以近似使用. .(2)(2)库仑力的方向由

5、两带电体的电性决定，可按照同种电库仑力的方向由两带电体的电性决定，可按照同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引确定荷相互排斥，异种电荷相互吸引确定. .(3)(3)计算库仑力的大小时，只代入电荷电量的绝对值，不计算库仑力的大小时，只代入电荷电量的绝对值，不需要代入符号需要代入符号. . 库仑定律的理解库仑定律的理解( (双选双选) )在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F.F.要使要使它们之间的相互作用力为它们之间的相互作用力为2F2F，下列方法可行的是，下列方法可行的是( ( ) )A.A.使甲、乙电荷量都变为原来的使甲、乙电荷量都变为原来的 倍倍

6、 B.B.使甲、乙电荷量都变为原来的使甲、乙电荷量都变为原来的C.C.使甲、乙之间距离变为原来的使甲、乙之间距离变为原来的 倍倍 D.D.使甲、乙之间距离变为原来的使甲、乙之间距离变为原来的21/221/2【解析解析】选选A A、D.D.根据库仑定律分析可得，通过改变电荷量和电根据库仑定律分析可得，通过改变电荷量和电荷之间的距离即可改变库仑力的大小，由荷之间的距离即可改变库仑力的大小，由F= F= 知，当知，当r r不变不变时，时，q q1 1q q2 2变为原来变为原来2 2倍，故倍，故A A对对B B错；当错；当q q1 1、q q2 2不变时，不变时，r r2 2变为原变为原来的来的 即

7、即r r变为原来的变为原来的 C C错错D D对对. .122q qkr12，12，ADAD 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，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引进的一个理是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。在研究带电体间的相互作用时，想化的模型。在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的大如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小以致电体的形状、大小以及电荷分布状小以致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，并称它为的带电体就可以

8、看作带电的点，并称它为点点电荷电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它。但点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。所带的电量也可以很大。二、点电荷二、点电荷一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求。与质点、刚体等概念一样，点电荷是实要求。与质点、刚体等概念一样，点电荷是实际带电体的抽象和近似，它是建立具有普遍意际带电体的抽象和近似，它是建立具有普遍意义的基本规律的不可或缺的理想模型，又是把义的基本规律的不可或缺的理想模型，又是把复杂多样的实际问题转化或分解为基本

9、问题时复杂多样的实际问题转化或分解为基本问题时必不可少的分析手段。例如，库仑定律、洛伦必不可少的分析手段。例如，库仑定律、洛伦兹力公式的建立，带电体产生的电场以及带电兹力公式的建立，带电体产生的电场以及带电体之间相互作用的定量研究，试验电荷的引入体之间相互作用的定量研究，试验电荷的引入等等，都离不开点电荷。等等，都离不开点电荷。点电荷引入的意义点电荷引入的意义对非点电荷间的相互作用力，可看成许多点电荷对非点电荷间的相互作用力，可看成许多点电荷间相互作用力的叠加静止点电荷对运动点电荷间相互作用力的叠加静止点电荷对运动点电荷的作用力可用库仑定律计算，但运动点电荷对运的作用力可用库仑定律计算，但运动

10、点电荷对运动点电荷的作用力一般不能用库仑定律计算。动点电荷的作用力一般不能用库仑定律计算。两两静止点电荷静止点电荷间的相互作用是通过间的相互作用是通过静电场静电场产生的。产生的。在国际单位制里，电荷量的符号用在国际单位制里，电荷量的符号用Q Q表示，单位是表示，单位是库伦库伦(C)(C)。点电荷的计算方法点电荷的计算方法1 1、关于点电荷的下列说法中不正确的是（、关于点电荷的下列说法中不正确的是（ ）A .A .真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的B .B .点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C .C .足够小（如体积小于足够小（如体积小于1 1）的电荷就是）的电荷就是 点电荷点

11、电荷D .D .一个带电体能否看成点电荷，不是看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否可以忽略不计对所研究的问题的影响是否可以忽略不计C C2 2. .关于点电荷，下列说法正确的是关于点电荷，下列说法正确的是( ( ) )A.A.只有体积很小的带电体才可以看做点电荷只有体积很小的带电体才可以看做点电荷B.B.只有球形带电体才可以看做点电荷只有球形带电体才可以看做点电荷C.C.带电体能否被看做点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体能否被看做点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体的形状带电体的形状D.

12、D.一切带电体都可以看做点电荷一切带电体都可以看做点电荷【解析解析】选选C.C.带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的形状带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的形状和大小，而是看其形状、大小对所研究的问题的影响是否可以和大小，而是看其形状、大小对所研究的问题的影响是否可以忽略，故忽略，故C C正确，正确，A A、B B、D D均错误均错误. .C C库仑扭秤库仑扭秤库仑的实验库仑的实验 库伦做实验用的装置叫做库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤库伦扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，如图，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 A，另，另一端有一个

13、不带电的球与一端有一个不带电的球与A A球的重力平球的重力平衡。当把另一个带电的小球衡。当把另一个带电的小球C C插入容器插入容器并使它靠近并使它靠近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，通过悬丝扭转的角度可以比悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。较力的大小。1 1、保持、保持A A、C C两球的带电量不变，改变两球的带电量不变，改变A A、C C之间的距离之间的距离r r，记录每次悬丝扭转的角，记录每次悬丝扭转的角度度, ,便可以找到力便可以找到力F F与距离与距离r r的关系。的关系。2 2、保持、保持A A、C C两球之间的距离两球之间的距离r r

14、不变，改不变，改变变A A、C C的带电量的带电量q q1 1和和q q2 2，记录每次悬丝，记录每次悬丝扭转的角度扭转的角度, ,便可以找到力便可以找到力F F与与q q1 1和和q q2 2的的关系。关系。库仑的实验库仑的实验1.F1.F与与r 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，改变两球之间结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即的平方成反比，即 F1/r2结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带结论

15、：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量的电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即乘积成正比，即 F q1q21下列带电体可视为点电荷的是（下列带电体可视为点电荷的是（ ）A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D带电的金属球一定不能视为点电荷带电的金属球一定不能视为点电荷课堂练习课堂练习BCBC课堂练习课堂练习2对于库仑定律，下面说法正确的是（对于库

16、仑定律，下面说法正确的是（ ）A凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式力，就可以使用公式F = ；B两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律定律C相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D当两个半径为当两个半径为r的带电金属球心相距为的带电金属球心相距为4r时，时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量它们各自所带的电荷量A

17、CAC课堂练习课堂练习3两个点电荷相距为两个点电荷相距为d，相互作用力大，相互作用力大小为小为F，保持两点电荷的电荷量不变，改，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大变它们之间的距离，使之相互作用力大小为小为4F，则两点之间的距离应是（，则两点之间的距离应是（ ） A4d B2d Cd/2 Dd/4C C课堂练习课堂练习4两个直径为两个直径为d的带正电的小球，当它们相距的带正电的小球，当它们相距100 d时作用力为时作用力为F，则当它们相距为，则当它们相距为d时的作用力为时的作用力为( )AF100 B10000F C100F D以上结论都不对以上结论都不对D D课堂练

18、习课堂练习5两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将它们的加速度之比将（ ）A保持不变保持不变 B先增大后减小先增大后减小 C增大增大 D减小减小A A课堂练习课堂练习6两个放在绝缘架上的相同金属球相距两个放在绝缘架上的相同金属球相距d，球的半径比球的半径比d小得多，分别带小得多，分别带q和和3q的电荷量，的电荷量，相互作用的斥力为相互作用的斥力为3F现将这两个金属球接现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（斥力将变为（ ）AO BF C3F D4FD D