1、2库仑定律.ppt

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1、选修选修3-13-1 第一章第一章 静电场静电场知识回顾知识回顾1 1、物体的带电方式、物体的带电方式 ：（：（1 1）摩擦起电）摩擦起电 （2 2）接触起电（）接触起电（3 3）感应起电）感应起电2 2、电荷守恒定律、电荷守恒定律不能创造，不能消灭，是电荷的转移不能创造，不能消灭，是电荷的转移电荷量电荷量单位：库仑单位：库仑(C)(C)3 3、电荷间的相互作用、电荷间的相互作用 同种排斥，异种吸引同种排斥，异种吸引 作用力作用力等大、反向、共线等大、反向、共线 实验观察实验观察电荷之间相互作用力的大小与电荷之间相互作用力的大小与那些因素有关呢？那些因素有关呢？带电体的电荷量带电体的电荷量Q

2、Q、距离、距离r r 控制变量法控制变量法比较比较 F F与与Q,FQ,F与与r r实验探究一实验探究一探究探究 F与与r 之间的定性关系之间的定性关系 实验器材：实验器材：AB使使A A、B B两球带两球带上同种电荷上同种电荷 实验现象：实验现象：发现发现B B球离球离A A球球越近越近，A A球偏离竖球偏离竖直方向角度就直方向角度就越大越大 AF Fa amgmg测量变换测量变换法法 F=F=mgtanamgtana实验结论实验结论电量不变时，改变带电体间电量不变时，改变带电体间距离距离r r，两电荷间的作用力，两电荷间的作用力F F 随距离随距离r r的减小而增大的减小而增大实验探究二实

3、验探究二探究探究 F与与q之间的定性关系之间的定性关系 Aa aBr r0 0改变改变B B的的电荷量电荷量B实验结论实验结论电量不变时电量不变时，改变带电体间距离改变带电体间距离r r，两电，两电荷间的作用力荷间的作用力距离不变时距离不变时，改变电荷量改变电荷量q q，两电荷间的作，两电荷间的作用力用力F F 随距离随距离r r的减小而增大的减小而增大F F随电量随电量q q的增大而增大的增大而增大历史回顾历史回顾“辛路辛路”历历程程片段一：片段一：17671767年，英国物理学年，英国物理学家普利斯特利通过实验发现静家普利斯特利通过实验发现静电力与万有引力的情况非常相电力与万有引力的情况非

4、常相似，为此他首先提出了静电力似，为此他首先提出了静电力平方成反比定律猜测平方成反比定律猜测 片段二片段二：17721772年，英国物理学家卡文笛许遵循普年，英国物理学家卡文笛许遵循普利斯特利的思想以实验验证了电力平方反比定律利斯特利的思想以实验验证了电力平方反比定律 片段三：片段三：17851785年法国物理学家库仑设计制作年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤了一台精确的扭秤,用扭秤实验证明了同号用扭秤实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律电荷的斥力遵从平方反比律,用振荡法证明用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律 库仑扭秤实验的验证过程库仑扭

5、秤实验的验证过程 （1 1）结构简介）结构简介 库库仑仑扭扭秤秤（2 2）库仑扭秤实验的验证过程）库仑扭秤实验的验证过程 1.1.思想方法：放大、转化思想方法：放大、转化 2.F2.F与与r r2 2关系的验证关系的验证 3.F3.F与与Q Q关系的验证关系的验证 库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两者相互接触后者相互接触后电量电量被两球被两球等分等分，各自带有原有总，各自带有原有总电量电量的的一半一半 依次得到了原来电量依次得到了原来电量 1 12 21 14 41 18 8F F 1 1r r2 2F F Q Q1 1

6、Q Q2 2F F Q1Q2r r2 2探究结论探究结论 （库仑定律）（库仑定律）1.1.定义：定义：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）真空中两个点电荷之间的相互作用真空中两个点电荷之间的相互作用力力F F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r r的的二次方成反比，作用力的方向沿着二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线它们的连线2.2.表达式：表达式：K,K,静电力常量，静电力常量，k=9.010k=9.0109 9 NmNm2 2/C/C2 23.3.适用条件：适用条件：

7、真空，点电荷真空，点电荷 点电荷同质点一样也是一个理想化模型点电荷同质点一样也是一个理想化模型带电体间的距离比它们自身的尺寸大得多带电体间的距离比它们自身的尺寸大得多 1.1.定义：定义：探究结论探究结论 （库仑定律）（库仑定律）与与万有引力定律万有引力定律的比较的比较 比较电子和质子间的静电引力和万有引力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

8、.)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随堂练习随堂练习 例题例题1 1 下列说法正确的是下列说法正确的是A A、元电荷就是质子、元电荷就是质子 B B、点电荷是很小的带电体、点电荷是很小的带电体C C、摩擦起电说明电荷可以创造、摩擦起电说明电荷可以创造D D、库仑定律适用于在真空中两个点电荷、库仑定律适用于

9、在真空中两个点电荷之间相互作用力的计算之间相互作用力的计算随堂练习随堂练习 例例2、三个完全相同的金属小球三个完全相同的金属小球A、B、C，A带电量带电量为为7Q，B带电量为带电量为Q，C不带电。先将不带电。先将A、B固定起固定起来，然后将来，然后将C球反复与球反复与A、B接触，最后移去接触，最后移去C球，则球，则A、B间的库仑力变为原来的间的库仑力变为原来的_倍。倍。4/74/7随堂练习随堂练习 例例3 3、两个放在绝缘架上的相同金属球，、两个放在绝缘架上的相同金属球，相距为相距为d d，球的半径比，球的半径比d d小得多，分别带小得多，分别带有电荷有电荷q q和和3q3q，相互斥力为，相互

10、斥力为3F3F。现将这两。现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则它个金属球接触，然后仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（们的相互斥力将变为（）A A、0 B0 B、F CF C、3F D3F D、4F4F 相互作用力相互作用力相互作用力相互作用力BD随堂练习随堂练习 例例4 4、有有两两个个半半径径为为r r的的带带电电金金属属球球中中心心相相距距为为L(L=4r),L(L=4r),对对于于它它们们之之间间的的静静电电作作用用力力（设设每每次次各各球带电量绝对值相同）球带电量绝对值相同）()()A.A.带同种电荷时大于带异种电荷时带同种电荷时大于带异种电荷时 B.B.带异种电荷时大于带同种电

11、荷时带异种电荷时大于带同种电荷时 C.C.带等量负电荷时大于带等量正电荷时带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D.D.大小与带电性质无关，只取决于电量大小与带电性质无关，只取决于电量QQL=4rB B本课回顾本课回顾 适用条件：适用条件：真空中、点电荷真空中、点电荷一、知识小结一、知识小结1 1、库仑定律、库仑定律表达式：表达式：2 2、点电荷：、点电荷：二、物理方法小结二、物理方法小结 1 1：研究：研究Q Q、r r与与F F的关系时采用的关系时采用控制变量法控制变量法、2 2：判断力：判断力F F时（不易测量的物理量时）可以通过时（不易测量的物理量时）可以通过判断偏角来实现，运用的是判断偏角来实现，运用的是测量变换的思想测量变换的思想 思考题思考题当两个点电荷间的距离当两个点电荷间的距离r r趋近于趋近于0 0时，时，其库仑力趋近于无穷大，这种说法其库仑力趋近于无穷大，这种说法对吗？对吗？