選修1-1電荷、庫侖定律

1、1.1 電荷 庫侖定律新課標(biāo)高中物理選修11 第一章 電場電場 電流電流回顧：回顧：1、初中學(xué)過自然界有幾種電荷，如何使物體、初中學(xué)過自然界有幾種電荷，如何使物體 帶電？帶電？2、如何檢測物體是否帶電？、如何檢測物體是否帶電？3、帶電體之間的相互作用如何表現(xiàn)？、帶電體之間的相互作用如何表現(xiàn)？4、電荷的多少用什么表示？、電荷的多少用什么表示？ 1、自然界中的兩種電荷（富蘭克林命名）把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷一、電荷一、電荷2、電荷間的相互作用： 同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引 +_帶電體吸

2、引輕小物體帶電體吸引輕小物體 3、電荷的多少叫電荷量電荷量，符號：Q（q） 單位：庫侖（庫）庫侖（庫） 符號：C 靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)驗(yàn)電器物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？原子原子原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子（正電正電）（不帶電（不帶電）（中性）（中性）（負(fù)電負(fù)電）（正電正電）1、摩擦起電、摩擦起電 離原子核較遠(yuǎn)的電子受到束縛能力小，不同的核對外層電子的束縛能力也不同！摩擦?xí)r電子從一個(gè)物體摩擦?xí)r電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體到另一個(gè)物體 一一 個(gè)個(gè) 物物 體體 得得 到電子：帶到電子：帶負(fù)電負(fù)電另一個(gè)另一個(gè) 物體失去電子：帶物體失去電子：帶正電正電摩擦起電

3、的實(shí)質(zhì)是：摩擦起電的實(shí)質(zhì)是：+e 帶電規(guī)律：帶上等量異等量異種種電荷 思考：冬天冷的時(shí)候兩手搓思考：冬天冷的時(shí)候兩手搓的時(shí)候能不能起電？的時(shí)候能不能起電？金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬導(dǎo)電機(jī)理：自由電子自由電子2、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電-I I感應(yīng)起電感應(yīng)起電帶電規(guī)律：近異遠(yuǎn)同近異遠(yuǎn)同等量分開等量分開（1）靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng) （2）感應(yīng)起電感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電 思考思考3 3、接觸帶電、接觸帶電接觸結(jié)果：接觸結(jié)果：先中和再均分先中

4、和再均分兩個(gè)兩個(gè)完全相同完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體, ,接觸后再分開：接觸后再分開：+思考：思考： 1、帶正電的玻璃棒接觸接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，電荷該怎樣運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)電 器有何種表現(xiàn)？移走金屬棒后指針的表現(xiàn)？2、帶正電的玻璃棒靠近靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，驗(yàn)電器的指針轉(zhuǎn)動(dòng)嗎，驗(yàn)電器的帶電情況，移走金屬棒后指針的表現(xiàn)？ 電荷既不能創(chuàng)造電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅也不能消滅,它只能從它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變電荷總數(shù)保持不變.二、電荷守恒定律：二、電荷守

5、恒定律：能量守恒定律能量守恒定律注意：所有帶電體的電荷量或電荷轉(zhuǎn)移時(shí)的電量都是e的整數(shù)倍整數(shù)倍。元電荷元電荷科學(xué)家實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量最小電荷量就是電子所帶的電荷量的絕對值絕對值。e =1.601019 C 既然電荷之既然電荷之間存在相互作用，間存在相互作用，那么作用力的大那么作用力的大小由那些因素決小由那些因素決定呢？定呢？F FmgmgT TtanmgF探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 控制變量法三、庫侖定律三、庫侖定律 1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容：

6、真空中真空中兩個(gè)靜止靜止的點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上連線上。 2 2、大小：、大小：122q qFkr K K靜電力常量：靜電力常量：k=9.0k=9.010109 9NmNm2 2/C/C2 2 電荷間相互作用力叫做電荷間相互作用力叫做靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力.2rMmGF 1 1、點(diǎn)電荷的條件：、點(diǎn)電荷的條件： “ “小小”（1)1)帶電體體積相對小帶電體體積相對小 (2)(2)帶電體大小、電荷分布對問題影響小帶電體大小、電荷分布對問題影響小 2 2、點(diǎn)電荷是理想模型，不存在、點(diǎn)電荷是理想模型，不存在

7、適用范圍適用范圍: : 1.1.真空中；真空中； 2.2.點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷. .質(zhì)點(diǎn)Q思考: 兩個(gè)靠的比較近靠的比較近的帶點(diǎn)球是否可以看成點(diǎn)電荷？+下列說法中正確的是：下列說法中正確的是：A .A .真正的點(diǎn)電荷是不存在的點(diǎn)電荷是一種理想模型真正的點(diǎn)電荷是不存在的點(diǎn)電荷是一種理想模型B .B .點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體C .C .根據(jù)根據(jù) 可知，當(dāng)可知，當(dāng)r 0 r 0 時(shí)，時(shí)，F(xiàn) F D .D .靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得到的靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得到的122q qFkr ADAD思思 考考庫侖定律庫侖定律使用心得使用心得電荷量用絕對值代入，不要

8、帶電荷量用絕對值代入，不要帶+ +、- -號號力的作用有相互性，力的作用有相互性，q1q1、q2q2可不等，可不等，F(xiàn) F、FF必相等必相等庫侖力的方向庫侖力的方向：在它們的連線上。：在它們的連線上。 同種電荷同種電荷 異種電荷異種電荷典型實(shí)例典型實(shí)例: : 帶電球體、空心帶電球殼等帶電球體、空心帶電球殼等多點(diǎn)電荷的作用：先獨(dú)立求力，再矢量運(yùn)算多點(diǎn)電荷的作用：先獨(dú)立求力，再矢量運(yùn)算122q qFkr 解：質(zhì)子與電子之間的庫侖力解：質(zhì)子與電子之間的庫侖力 F F電電為為221rqqkF 電電N)103 . 5()106 . 1 (100 . 92112199 N102 . 88 例1 試比較電子

9、和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力已知電子的質(zhì)量m1=9.1010-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.6710-27kg電子和質(zhì)子的電荷量都是1.6010-19C距離是5.310-11m質(zhì)子與電子之間的萬有引力質(zhì)子與電子之間的萬有引力 F F 引引 為為221rmmGF 引引N)103 . 5(1067. 1101 . 91067. 6211273111 N106 . 347 電子和質(zhì)子的靜電引力遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于它們間萬有引力。研究帶電微粒間相互作用時(shí)，經(jīng)常忽略忽略萬有引力.庫侖力與萬有引力庫侖力與萬有引力 的比值為的比值為39103 . 2引引電電FF小小 結(jié)結(jié)1 1、自然界存在兩者電荷（、自然界存在兩者

10、電荷（1 1）正電荷（）正電荷（2 2）負(fù)電荷）負(fù)電荷2 2、使物體帶電的方式帶電方式、使物體帶電的方式帶電方式 (1)(1)摩擦起電摩擦起電 (2)(2)感應(yīng)起電感應(yīng)起電 (3)(3)接觸起電接觸起電 本質(zhì)相同：都是電荷的轉(zhuǎn)移本質(zhì)相同：都是電荷的轉(zhuǎn)移3 3、電荷守恒定律：一個(gè)系統(tǒng)，電荷數(shù)保持不變。、電荷守恒定律：一個(gè)系統(tǒng)，電荷數(shù)保持不變。4 4、元電荷、元電荷 e=1.6e=1.61010-19-19C C5 5、庫侖定律（、庫侖定律（1 1）、內(nèi)容：（）、內(nèi)容：（2 2）公式）公式 適用條件：適用條件： 真空真空 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷122q qFkr k=9.0k=9.010109 9NmNm2

11、 2/C/C2 26 6、點(diǎn)電荷：相對很小，理想模型、點(diǎn)電荷：相對很小，理想模型. .1 1、關(guān)于元電荷，下列論述正確的是（、關(guān)于元電荷，下列論述正確的是（ ）A A、把質(zhì)子或電子叫元電荷、把質(zhì)子或電子叫元電荷B B、1.601.601010-19-19C C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荷、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷D D、帶電體帶電量或電荷轉(zhuǎn)移的量是元電荷的整數(shù)倍、帶電體帶電量或電荷轉(zhuǎn)移的量是元電荷的整數(shù)倍2 2、把兩個(gè)完全相同的金屬球把兩個(gè)完全相同的金屬球A和和B接觸一下，再分開一段接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶兩球原來的帶電情況可能是電情況可能是 （ ）A、帶有等量異種電荷、帶有等量異種電荷 B、帶有等量同種電荷、帶有等量同種電荷 C、帶有不等量異種電荷、帶有不等量異種電荷 D一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電同同 步練習(xí)步練習(xí) 如圖所示，用兩根絕緣細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的不帶電的小球A和B，此時(shí)，上、下細(xì)線受的力分別為TA、TB，如果使A帶正電，B帶負(fù)電，上、下細(xì)線受力分別為TA，TB，則（ ） A.