【课件】库仑定律+高二上物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、2 库仑定律库仑定律第九章第九章 静电场及其应用静电场及其应用问题 实验探究：先让感应起电机起实验探究：先让感应起电机起电，然后让泡沫球与感应起电机的一电，然后让泡沫球与感应起电机的一球相接触，泡沫球充电后弹开，然后球相接触，泡沫球充电后弹开，然后再让泡沫球远离，观察细线倾角的变再让泡沫球远离，观察细线倾角的变化，观察有什么现象产生？化，观察有什么现象产生？那么带电体相互吸引和排斥的力那么带电体相互吸引和排斥的力有多大？猜想一下带电体间的作用力有多大？猜想一下带电体间的作用力与哪些因素有关呢？它们有怎样的定与哪些因素有关呢？它们有怎样的定量关系呢？量关系呢？小窗口播放实验表明：电荷之间的作用力

2、实验表明：电荷之间的作用力1 1）随电荷量的增大而增大）随电荷量的增大而增大2 2）随距离的增大而减少）随距离的增大而减少 电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.一、电荷间相互作用力电荷间相互作用力平衡小球平衡小球B B细银丝细银丝带电小球带电小球C C带电小球带电小球A A刻度盘与指针刻度盘与指针器器材材组组成成二、库仑的实验1、器材组成：、器材组成：细银丝、绝缘架、带电的金属小细银丝、绝缘架、带电的金属小球球A和和C、不带电的小球、不带电的小球B2 2、实验原理：、实验原理：A A和和C C之间的作用力使悬丝扭转，之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小

3、有一定的扭转的角度和力的大小有一定的对应关系对应关系二二、库仑的实验、库仑的实验库伦扭秤库伦扭秤3 3、实验方法、实验方法：控制变量法控制变量法4 4、实验步骤：、实验步骤：探究探究F F与与r r的关系：的关系：1 1）把另一个带电小球）把另一个带电小球C C插入容器并插入容器并使它靠近使它靠近A A时，记录扭转的角度可以时，记录扭转的角度可以比较力大小比较力大小2)2)改变改变A A和和C C之间的距离之间的距离r r，记录每次，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出悬丝扭转的角度，便可找出F F与与r r的的关系关系探究探究F F与与q q的关系：的关系：改变改变A A和和C C的电量的电量q

4、 q1 1、q q2 2，记录，记录每次悬丝扭转的角度便可找出每次悬丝扭转的角度便可找出F F与与q q1 1q q2 2的关系的关系实验视频小窗口播放实验结论：实验结论：库仑定律库仑定律当电量不变时，当电量不变时，F F与距离与距离r r的二次方成的二次方成反比反比F 1/r2当之间距离不变时，当之间距离不变时，F F与与q1、q2的乘积成的乘积成正比正比 Fq1q2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的相互作用力之间的相互作用力,与与它们它们电荷量的乘积成正比电荷量的乘积成正比,与与它们它们距离的二次方成反比距离的二次方成反比,作用作用力的方向在它们的力的方向在它们的连

5、线上连线上.三、库仑定律、电荷间相互作用力、电荷间相互作用力F F叫做静电力或库仑力叫做静电力或库仑力.2、大小：k=9.010k=9.0109 9N Nm m2 2/C/C2 2其中其中K K:静电力常量静电力常量3 3、方向：4、适用条件：真空真空(空气中近似成立空气中近似成立)静止的点电荷静止的点电荷计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入在两电荷的连线上在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引.点电荷点电荷带电体有时可带电体有时可以看做点电荷以看做点电荷物体有时可物体有时可以看作质点以看作质点就就像像带

6、电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为点电荷。体积和带电量都很小的带电体就可以看成点电荷体积和带电量都很小的带电体就可以看成点电荷根据根据 可知，当可知，当r r 时，时，F 0F 0根据根据 可知，当可知，当r 0r 0时，时，F F 例1、已知氢核的质量是1.6710-27kg，电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.310-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6101.610-19-19

7、c c三、静电力计算思考：前面研究的都是两个点电荷，如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷会受到怎样的作用力？静电力是一种性质力，它的合成与分解同样都遵循平行四边形法则，所以对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和例2、真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+210-6 c,求：Q3所受的库仑力。Q2Q1Q3解：受力分析，解：受力分析，QQ3 3共受共受F F1 1和和F F2 2两个力的作用两个力的作用QQ1 1=Q=Q2 2=Q=Q3 3=Q=Q，相互间的距离，相互间的距离 r

8、r 都相同都相同,所以所以F1F2F根据平行四边形法则：根据平行四边形法则：合力的方向沿合力的方向沿QQ1 1、QQ2 2的连线的垂直平分线向外的连线的垂直平分线向外30。含库仑力的共点力的平衡含库仑力的共点力的平衡分析方法与力学相同分析方法与力学相同(1)(1)确定对象确定对象(2)(2)受力分析受力分析(3)(3)合成或正交分解合成或正交分解(4)(4)运用平衡条件运用平衡条件例3 3、如图A A、B B两个点电荷，相距为r r，A A带有9Q9Q的正电荷，B B带有4Q4Q的正电荷（1 1）如果A A和B B固定，应如何放置第三个点电荷C C，才能使此电荷C C处于平衡状态？此时对C C

9、的电性及电量q q有无要求？1.应放在的连线上距离右侧处，电荷正负都可以，电量大小任意）+9Q4Q（2 2）如果A A和B B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C C的电量q q的大小及电性有无要求？+9Q4Q-QQC C答案:应放在的连线上距离右侧处，电荷必须是负电荷库仑力作用下三个自由点电荷的平衡问题1模型构建。(1)三个点电荷共线。(2)三个点电荷彼此间仅靠库仑力作用达到平衡，不受其他外力。(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的库仑力大小相等，方向相反，为一对平衡力。2模型规律。(1)“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上。(2)“两同夹异”正负电荷相互间隔。(3)“两大夹小”中间电荷的电荷量最小。(4)“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.3.适用条件：4.点电荷：k=9.0109Nm2/C22.公式：1.内容：真空（空气中近似成立）点电荷是一种理想模型，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计时，带电体可视为点电荷.知识小结