文11電荷 庫侖定律

1、1. 1. 電荷電荷 庫侖定律庫侖定律第一章第一章 電場電場 電流電流選修選修3-1 3-1 公元前公元前6世紀(jì)：世紀(jì)：希臘哲學(xué)希臘哲學(xué)家泰勒發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥家泰勒發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥珀能吸引輕小物體珀能吸引輕小物體東漢時期東漢時期 （公元（公元50年左年左右）右）論衡論衡王充：王充：“頓頓牟掇芥牟掇芥, 磁石引針磁石引針”被毛皮摩擦過琥珀棒被毛皮摩擦過琥珀棒被絲綢摩擦過的玻璃棒被絲綢摩擦過的玻璃棒發(fā)現(xiàn)電的歷史發(fā)現(xiàn)電的歷史.互相排斥互相排斥.互相吸引互相吸引.如果玻璃棒和琥珀棒接如果玻璃棒和琥珀棒接觸后，二者都失去電性。觸后，二者都失去電性。1733年：年：法國物理學(xué)家杜菲發(fā)現(xiàn)：法國物理學(xué)家杜菲發(fā)現(xiàn)：

2、自然界自然界只有只有兩種電荷兩種電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫做用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫做正電荷正電荷；用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫做用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫做負(fù)電荷負(fù)電荷。兩種電荷兩種電荷富蘭克林富蘭克林1常見物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。常見物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。原子原子核外電子核外電子 原子核原子核質(zhì)子質(zhì)子中子中子電中性電中性帶正電帶正電帶負(fù)電帶負(fù)電不帶電不帶電帶正電帶正電2原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)帶電原理：原子及其結(jié)構(gòu)帶電原理：原子及其結(jié)構(gòu)+82 6整個氧原子顯電中性整個氧原子顯電中性呈電中性的物體中有沒有電荷？呈電中性的物體中有沒有電荷？當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊

3、當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。失去電子的物體則帶正電。原因?qū)嵸|(zhì)電荷從一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體到另一個物體微觀解釋微觀解釋 “起電現(xiàn)象起電現(xiàn)象”-摩擦起電摩擦起電 金屬原子金屬原子離子離子自由電子自由電子金屬模型金屬模型微觀解釋微觀解釋 “起電現(xiàn)象起電現(xiàn)象”-感應(yīng)起電感應(yīng)起電 微觀解釋微觀解釋 “起電現(xiàn)象起電現(xiàn)象”-感應(yīng)起電感應(yīng)起電 當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，

4、由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)。電荷從一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體到另一個物體電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變電荷的總量保持不變

5、。電荷守恒定律電荷守恒定律概念：電荷的多少叫電荷量符號：Q（q）單位：庫侖（C）正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。幾個基本概念電荷量電荷量概念：電子所帶的電荷量符號：e數(shù)值：e = 1.61019C注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理學(xué)家密立根測得。幾個基本概念元電荷元電荷1 1、科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是荷，下列論述正確的是( )( )A A. .把質(zhì)子或電子

6、叫元電荷把質(zhì)子或電子叫元電荷B B. .1.6010-19C的電量叫元電荷的電量叫元電荷C C. .電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷電荷D D. .質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷電荷BCD2 2、絕緣細(xì)線上端固定絕緣細(xì)線上端固定, ,下端掛一個輕質(zhì)金屬小球下端掛一個輕質(zhì)金屬小球a;a;在在a a旁有一絕緣金屬球旁有一絕緣金屬球b,b,開始時開始時a a、b b都不帶電都不帶電, ,如圖如圖所示所示, ,現(xiàn)使現(xiàn)使b b帶電，則帶電，則( )( )A A.b.b將吸引將吸引a a，吸住后不放開

7、，吸住后不放開B B. .b先吸引先吸引a,接觸后又把接觸后又把a(bǔ)排斥開排斥開C C.a.a、b b之間不發(fā)生相互作用之間不發(fā)生相互作用D D.b.b立即把立即把a(bǔ) a排斥開排斥開Bab若a、b兩小球完全相同，開始時使b帶電為+q，則此時a、b各帶電多少？3 3、用一根用一根與與毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球驗電器的金屬小球a a，然后用手指瞬間接觸一下金，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿屬桿c c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球后拿開橡膠棒，這時驗電器小球a a和金箔和金箔b b的的帶電情況是（）帶電情況是（）A A.a.a帶正電，帶正電，b b帶負(fù)

8、電帶負(fù)電B B.a.a帶負(fù)電，帶負(fù)電，b b帶正電帶正電C C.a.a、b b均帶正電均帶正電D D.a.a、b b均帶負(fù)電均帶負(fù)電Cabc定性探究影響電荷間的相互作用力得因素同一電荷，位置不同，觀察同一電荷，位置不同，觀察現(xiàn)象有什么不同現(xiàn)象有什么不同同一位置，不同電荷，同一位置，不同電荷，現(xiàn)象又是什么？現(xiàn)象又是什么？結(jié)論：結(jié)論：與電荷間相互作用力有關(guān)的因素與電荷間相互作用力有關(guān)的因素（控制變量）（控制變量）a.兩電荷間距離：距離越近，電荷間相互作用力越大。兩電荷間距離：距離越近，電荷間相互作用力越大。b.兩電荷電荷量：電荷量越大，電荷間相互作用力越大。兩電荷電荷量：電荷量越大，電荷間相互作用

9、力越大。（1）庫侖扭秤的結(jié)構(gòu)是怎樣的？庫侖是怎樣研究電）庫侖扭秤的結(jié)構(gòu)是怎樣的？庫侖是怎樣研究電荷間作用力大小的？荷間作用力大小的？庫侖定律庫侖定律內(nèi)容表述：真空中兩個靜止點電荷之間相互作用力，與內(nèi)容表述：真空中兩個靜止點電荷之間相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比作用力的方向在它們的連線上成反比作用力的方向在它們的連線上靜電力（庫侖力）：電荷間的相互作用力靜電力（庫侖力）：電荷間的相互作用力公式：公式： 221rqqkF其中其中k為靜電力常量且為靜電力常量且k = 9.0109Nm2/C2適用條件：真空中適用條件：真

10、空中 點電荷點電荷幾點說明1、點電荷是相對而言的，只要帶電體間的距離比它們、點電荷是相對而言的，只要帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計分布狀況對它們之間相互作用力的影響可以忽略不計時，這樣時，這樣 的帶電體就可以看作帶電的點（即點電荷）的帶電體就可以看作帶電的點（即點電荷）2、敘述庫侖定律的內(nèi)容不僅要說明靜電力的大小，、敘述庫侖定律的內(nèi)容不僅要說明靜電力的大小，而且要說明靜電力的方向。嚴(yán)格地說，庫侖定律只適而且要說明靜電力的方向。嚴(yán)格地說，庫侖定律只適用于真空中的兩個靜止

11、的點電荷，但實際上對空氣中用于真空中的兩個靜止的點電荷，但實際上對空氣中兩個靜止的點電荷，也可以用庫侖定律計算它們之間兩個靜止的點電荷，也可以用庫侖定律計算它們之間的靜電力的靜電力 3、庫侖定律給出了兩個點電荷作用力的大小及方向，、庫侖定律給出了兩個點電荷作用力的大小及方向，庫侖力畢竟也是一種力，同樣遵從力的一切性質(zhì)，如力庫侖力畢竟也是一種力，同樣遵從力的一切性質(zhì)，如力的合成和分解法則，遵從牛頓定律等力學(xué)基本規(guī)律動的合成和分解法則，遵從牛頓定律等力學(xué)基本規(guī)律動能定理，共點力的平衡等力學(xué)知識和方法，在本章中一能定理，共點力的平衡等力學(xué)知識和方法，在本章中一樣使用這就是：電學(xué)問題，力學(xué)方法樣使用這

12、就是：電學(xué)問題，力學(xué)方法4、當(dāng)多個點電荷同時存在時，任意兩個點電荷間的作、當(dāng)多個點電荷同時存在時，任意兩個點電荷間的作用仍遵守庫侖定律，任一點電荷受到的總靜電力等于用仍遵守庫侖定律，任一點電荷受到的總靜電力等于其它點電荷單獨(dú)存在時作用在該點電荷上的靜電力的其它點電荷單獨(dú)存在時作用在該點電荷上的靜電力的矢量和。矢量和。5、任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成、任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫侖定律和的，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則就可以求出帶電體間的靜電力的大小平行四邊形定則就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向和方向。 （2）庫侖定律的公式與我們前面學(xué)的那一個定律的）庫侖定律的公式與我們前面學(xué)的那一個定律的公式相似？公式相似？FQrFmrFFQGmmFF12222212212121919113127160160910167= kQ= Gm=kQ=9.01010106.67101010= 2.310111939，.例例1、已知?dú)浜耍ㄙ|(zhì)子）的質(zhì)量是、已知?dú)浜耍ㄙ|(zhì)子）的質(zhì)量是1.6710-27kg，電子，電子的質(zhì)量為的質(zhì)量為9.110-31kg，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為為5