库仑定律精品PPT讲稿.ppt

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1、库仑定律精品第1页，共31页，编辑于2022年，星期六复习回顾1.1.万有引力定律的内容万有引力定律的内容?自然界中任何两个物体都相互吸引，引力自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体质量的乘积成正比的大小与物体质量的乘积成正比,与它们之间与它们之间距离的二次方距离的二次方成反比。成反比。2.2.其表达式为其表达式为:3.3.两个物体之间的作用力（引力）随着质量的两个物体之间的作用力（引力）随着质量的增大而增大，随着距离的增大而减小。增大而增大，随着距离的增大而减小。第2页，共31页，编辑于2022年，星期六同种电荷之间存在斥力同种电荷之间存在斥力异种电荷之间存在引力异种电荷之间存在引

2、力甲乙丙探究起航探究起航电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？F第3页，共31页，编辑于2022年，星期六一、探究影响电荷间相互作用力的因素一、探究影响电荷间相互作用力的因素n演示演示：2.2.距离越近，偏角越大，力越大；距离越近，偏角越大，力越大；距离越远，距离越远，力越小。力越小。1.1.带电量越大，偏角越大，力越大；带电量越大，偏角越大，力越大；带电量越小，带电量越小，力越小。力越小。小球受力小球受力示意图示意图TGF偏角越大，力偏角越大，力越大越大结论：结论：第4页，共31页，编辑于2022年，星期六一、探究影响电荷间相互作用力的因素一、探究影响电

3、荷间相互作用力的因素再猜想再猜想：电荷之间相互作用力的大小会不会与万电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力定律的大小具有相似的形式呢？会不会是有引力定律的大小具有相似的形式呢？会不会是？猜想猜想：F F与与Q Q、r r有什么具体关系？有什么具体关系？第5页，共31页，编辑于2022年，星期六 二、库仑扭秤实验二、库仑扭秤实验第6页，共31页，编辑于2022年，星期六平衡小球平衡小球细银丝细银丝带电小球带电小球C带电小球带电小球A刻度盘与指针刻度盘与指针第7页，共31页，编辑于2022年，星期六二、库仑扭秤实验二、库仑扭秤实验研究方法：研究方法：1 1 1、F F与与r r的关系的关系(Q(

4、Q不变）不变）结论：结论：控制变量法控制变量法第8页，共31页，编辑于2022年，星期六ACQA电量均分AC2QAD2Q条件：完全相同的小球条件：完全相同的小球第9页，共31页，编辑于2022年，星期六二、库仑的实验二、库仑的实验2 2、F F与与Q Q的关系的关系（r r不变）不变）结论：结论：第10页，共31页，编辑于2022年，星期六综合结论:式中的式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为过实验测定其值为:第11页，共31页，编辑于2022年，星期六 三、库仑定律三、库仑定律n 1、内容：内容：真空中真空中两个两个静止点电荷静止点电荷之间相互之

5、间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。它们的连线上。电荷间这种相互作用力叫做电荷间这种相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力。n 2、表达式：表达式：n3、适用条件：、适用条件：真空中静止点电荷真空中静止点电荷 第12页，共31页，编辑于2022年，星期六4 4、点电荷、点电荷（1 1）在研究带电体间的相互作用时，如果在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分

6、布以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小，状况对我们所讨论的问题影响甚小，相对相对来说可把带电体看作一带电的点，叫做点电来说可把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。荷。均匀带电的球体均匀带电的球体,由于球所具有的对称性由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大即使它们之间的距离不是很大,一般也可以一般也可以当作电电荷来处理当作电电荷来处理-电荷集中在球心的点电荷集中在球心的点电荷。电荷。第13页，共31页，编辑于2022年，星期六 （2 2）点电荷是一个点电荷是一个理想化理想化的模型，的模型，类似于力学中的质点。类似于力学中的质点。第14页，共31页，编辑于20

7、22年，星期六 5 5、相互作用的两个点电荷，不论、相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的它们的电量是否相等，它们受到的库仑力是一对作用力和反作用力。库仑力是一对作用力和反作用力。第15页，共31页，编辑于2022年，星期六库仑定律库仑定律公式公式方向方向四、两定律比较四、两定律比较万有引力定律万有引力定律考虑考虑场合场合电荷中心连电荷中心连线线质量中心连线质量中心连线微观粒子微观粒子,宏观带电体宏观带电体真空真空宏观天体宏观天体第16页，共31页，编辑于2022年，星期六我们收获了多少？1.影响电荷间相互作用力的因素：影响电荷间相互作用力的因素：电荷量、距离电荷量、距离2.

8、库仑定律的内容和表达式及适用条件库仑定律的内容和表达式及适用条件 真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷之之间间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。3.表达式表达式：4.点电荷理想模型的建立点电荷理想模型的建立5.库仑实验的方法：库仑实验的方法：控制变量法控制变量法第17页，共31页，编辑于2022年，星期六即时应用例题例题1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、关于点电荷的下列说法中正确的是：A.A.真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在

9、的 B.B.点电荷是一种理想化模型点电荷是一种理想化模型 C.C.足够小足够小（如体积小于（如体积小于1 1）的电荷就是点电荷的电荷就是点电荷 D.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它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对所研的尺寸大小，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究的问题的影响是否可以忽略不计答案：A、B、D 点电荷自身的大小不一定很小，它所带的电点电荷自身的大小不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点质点”类似，但与质点要注意区分类似，但与质点要注意区分。第18页，共

10、31页，编辑于2022年，星期六 五、解题方法指导n1 1、计算时，、计算时，Q Q1 1、Q Q2 2 取绝对值代入取绝对值代入公式，再根据带电性质判断库公式，再根据带电性质判断库 仑力的方向。仑力的方向。第19页，共31页，编辑于2022年，星期六例题例题2 2：已知氢核（质子）质量：已知氢核（质子）质量1.67101.6710-27-27kgkg电子的质量是电子的质量是9.1109.110-3131kgkg，在氢原子内它们之间的最短距离为，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3105.310-11-11 m m。试比较氢核与。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。核外电子之间的库仑力

11、和万有引力。解：氢核与电子所带的电荷量都是氢核与电子所带的电荷量都是 1.6101.610-19-19c c.=（9.0109）=8.210-8 N可见，微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可见，微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。另外可以把万有引力忽略。另外,二者的性质也不同。二者的性质也不同。第20页，共31页，编辑于2022年，星期六五、解题方法指导2、两个完全相同小球接触时的电量分配规律：两个完全相同小球接触时的电量分配规律：若原来带异种电荷，则先中和后平分；若原来带异种电荷，则先中和后平分；若原来带同种电

12、荷，则电荷总量平分；若原来带同种电荷，则电荷总量平分；第21页，共31页，编辑于2022年，星期六例题例题3 3：真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可看作均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。现用一个不带电的。现用一个不带电的同样的金属小球同样的金属小球C先与先与A接触，再与接触，再与B接触，然后移开，此时接触，然后移开，此时A、B球间的静电力变为多大？若再使球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的间距离增大为原来的2倍，倍，则它们间静电力又为多大？则它们间静电力又为多大？

13、解析：CCABB+QA-QrBAr2r所以：所以：第22页，共31页，编辑于2022年，星期六3、多个点电荷的问题Q2Q1Q3 实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点电点电荷的存在而有所改变。因此两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荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的个电荷的作用力的矢量矢量和和。五、解题方法指导第23页，共31页，编辑于2022年，星期六例题例题4 4：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50 cm5

14、0 cm的等边的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +210+210-6-6 c,c,求：求：Q Q3 3所受的所受的库仑力。库仑力。解：解：Q3共受共受F1和和F2两个力的作用，两个力的作用，Q1=Q2=Q3=Q，相互间的距离，相互间的距离 r 都相同都相同,所以所以F1=F2=K=N=0.144 N根据根据平行四边形定则平行四边形定则，合力是，合力是:Q1Q2Q3F2F1F合力的方向沿合力的方向沿Q Q1 1与与Q Q2 2连线的垂直平分线向外连线的垂直平分线向外.30第24页，共31页，编辑于2022年，星期六电荷平衡问题电荷平衡问题1.1.如图，把

15、质量为如图，把质量为2.02.0g的带电小球的带电小球A A用绝缘细线用绝缘细线悬挂，若将电荷量为悬挂，若将电荷量为Q Q=4.0=4.01010-6-6C C的带电小球的带电小球B B靠近靠近A A，当两个带电小球等高相距，当两个带电小球等高相距30cm30cm时，绳时，绳与竖直方向成与竖直方向成45450 0角。求：角。求：B B球受到的库仑力和球受到的库仑力和A A球的带电量为多少？球的带电量为多少？g=10m/s=10m/s2 2450BA第25页，共31页，编辑于2022年，星期六电荷平衡问题电荷平衡问题2.2.相距相距为L L的点的点电荷荷A A、B B的的带电量分量分别为+4Q+

16、4Q、-Q-Q，现引入第三个点引入第三个点电荷荷C C，使，使C C在静在静电力作用力作用下下处于平衡状于平衡状态，求，求C C的的电性、性、电量和位置。量和位置。（1 1）若使）若使A A、B B、C C均平衡呢？均平衡呢？（2 2）若）若Q QA A=4Q=4Q，Q QB B=Q=Q，且使，且使A A、B B、C C均平衡呢？均平衡呢？（3 3）若）若Q QA A=-4Q=-4Q，Q QB B=-Q=-Q，且使，且使A A、B B、C C均平衡呢？均平衡呢？结论？：两侧同，中间异。第26页，共31页，编辑于2022年，星期六电荷平衡问题电荷平衡问题3.3.两个小球的质量分别为两个小球的质量

17、分别为m mA A、m mB B，分别用长为，分别用长为L LA A、L LB B的细绳悬挂于同一点的细绳悬挂于同一点O O，A A、B B带同种电荷，带同种电荷，当当A A、B B均静止时两细绳与竖直方向的夹角分别均静止时两细绳与竖直方向的夹角分别为为、。求：。求：与与的关系。的关系。ABOL LA AL LB BmmAAL LAAsinsin=m=mBBL LBBsinsin 第27页，共31页，编辑于2022年，星期六电荷平衡问题电荷平衡问题3 3、系于、系于O O点的等长绝缘细线，末端系有两个大点的等长绝缘细线，末端系有两个大小形状完全相同的金属球小形状完全相同的金属球A A、B.B.

18、两个小球的质两个小球的质量量m mA A=m=mB B，带电量分别为，带电量分别为q qA A=7Q=7Q、q qB B=Q=Q，当，当A A、B B均静止时两细绳与竖直方向的夹角分别为均静止时两细绳与竖直方向的夹角分别为、，现使，现使A A、B B接触后再分开，则接触后再分开，则：与与的大小如的大小如何变化。何变化。第28页，共31页，编辑于2022年，星期六n3.3.光滑绝缘的水平地面上有相距为光滑绝缘的水平地面上有相距为L L的点电的点电荷荷A A、B B，带电量分别为，带电量分别为4Q4Q和和+Q+Q，今引入，今引入第三个点电荷第三个点电荷C C，使三个点电荷都处于平衡，使三个点电荷都

19、处于平衡状态，则状态，则C C的电量和放置的位置是（的电量和放置的位置是（）n A A、Q Q，在，在A A左侧距左侧距A A为为L L处处n B B、2Q2Q，在，在A A左侧距左侧距A A为为L/2L/2处处n C C、4Q4Q，在，在B B右侧距右侧距B B为为L L处处n D D、+2Q+2Q，在，在A A右侧距右侧距A A为为3L/23L/2处处n 第29页，共31页，编辑于2022年，星期六小小 结结1 1、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们跟它们的电荷量的乘积成正比的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比跟它们的距离

20、的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上.2 2、公式：、公式：3 3、适用条件：、适用条件：真空真空 点电荷点电荷4 4、点电荷：是一种理想模型、点电荷：是一种理想模型.当带电体的线度比起相互当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时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.k=9.010k=9.0109 9NNmm2 2/C/C2 2第30页，共31页，编辑于2022年，星期六课堂训练课堂训练3 3、三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不带电，不带电，而而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a a、b b之间的静电力为之间的静电力为F F。现将。现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间的静电力将变为（之间的静电力将变为（）。）。A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C若改为”a a和和b b带等量同种电荷带等量同种电荷”,选()D第31页，共31页，编辑于2022年，星期六