選修3-1 1.2庫(kù)侖定律(精品上課課件).

1、首頁(yè)1.2 1.2 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律湘陰一中高二物理備課組湘陰一中高二物理備課組結(jié)果：同一位置放置不同電荷，電荷量越結(jié)果：同一位置放置不同電荷，電荷量越大受力越大大受力越大1.電荷間相互作用力規(guī)律的探尋電荷間相互作用力規(guī)律的探尋結(jié)果：同一電荷放在不同位置，距離越遠(yuǎn)受結(jié)果：同一電荷放在不同位置，距離越遠(yuǎn)受力越小力越小1.電荷間相互作用力規(guī)律的探尋電荷間相互作用力規(guī)律的探尋【思考與探究【思考與探究】電荷間相互作用力的大小與什么有關(guān)電荷間相互作用力的大小與什么有關(guān)?實(shí)驗(yàn)歸納：與兩電荷的距離的二次方成反比實(shí)驗(yàn)歸納：與兩電荷的距離的二次方成反比, ,與兩電荷量的大與兩電荷量的大小的乘積成正比小的乘積成正

2、比. .實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究-通草球?qū)嶒?yàn)通草球?qū)嶒?yàn)-理解理解點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷: :在所研究的問(wèn)題中，帶電在所研究的問(wèn)題中，帶電體的形狀、電荷分布可忽略時(shí)體的形狀、電荷分布可忽略時(shí), ,該帶電體就該帶電體就可看作一個(gè)帶電的點(diǎn)可看作一個(gè)帶電的點(diǎn), ,叫叫點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷. . 點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的物理模型點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的物理模型. .點(diǎn)電荷不是帶電量小的帶電點(diǎn)電荷不是帶電量小的帶電體體, ,也不是體積小的帶電體也不是體積小的帶電體. . 實(shí)際的帶電體在本身的大小跟帶電體間的距離相比小得多時(shí)實(shí)際的帶電體在本身的大小跟帶電體間的距離相比小得多時(shí), ,以至帶電體的形狀和大小對(duì)帶電體間的作用力的影響可以忽略以至帶

3、電體的形狀和大小對(duì)帶電體間的作用力的影響可以忽略不計(jì)不計(jì)可看作是點(diǎn)電荷可看作是點(diǎn)電荷-帶電體本身的線度帶電體本身的線度到其它帶電體的距離到其它帶電體的距離. .實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件: :真空中真空中, ,靜止的點(diǎn)電荷靜止的點(diǎn)電荷. .1.電荷間相互作用力規(guī)律的探尋電荷間相互作用力規(guī)律的探尋221rqqkF 庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 17851785年庫(kù)侖總結(jié)出兩個(gè)點(diǎn)年庫(kù)侖總結(jié)出兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律電荷之間的作用規(guī)律. .1q2q - -F F 叫庫(kù)侖力或靜電力叫庫(kù)侖力或靜電力, ,也叫電場(chǎng)力也叫電場(chǎng)力, ,可以是引力可以是引力, ,也可以是斥力也可以是斥力. . K K 為靜電

4、力常量為靜電力常量, ,k k =9.0=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2, ,可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定. . r r 為兩點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷間的距離電荷間的距離, , 當(dāng)點(diǎn)電荷為帶電導(dǎo)體球時(shí)當(dāng)點(diǎn)電荷為帶電導(dǎo)體球時(shí), , r r 應(yīng)為球心間的距離應(yīng)為球心間的距離. . QQ1 1、QQ2 2為兩點(diǎn)荷所帶電量為兩點(diǎn)荷所帶電量. . 庫(kù)侖定律：庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的電荷量的乘積成的相互作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作正比，跟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用力的方向在它們的連線

5、上適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷，空氣中的點(diǎn)電荷近似適用適用條件：真空中靜止的點(diǎn)電荷，空氣中的點(diǎn)電荷近似適用 【思考與探究【思考與探究】根據(jù)庫(kù)侖定律根據(jù)庫(kù)侖定律 FkqAqBr2當(dāng)當(dāng) qA、 qB間的距離間的距離 r0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)，這種結(jié)果可能嗎？，這種結(jié)果可能嗎？ 思考與討論思考與討論:1.真空中兩個(gè)電荷量是真空中兩個(gè)電荷量是1C點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷,它們之間它們之間的距離為的距離為1m時(shí)的相互作用力為多少時(shí)的相互作用力為多少？-靜電力常量的物理意義靜電力常量的物理意義思考與討論思考與討論:2.若兩個(gè)點(diǎn)電荷的質(zhì)量都為若兩個(gè)點(diǎn)電荷的質(zhì)量都為1kg,電量都為電量都為1C,試比較兩點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力試

6、比較兩點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力.-萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力,一般忽略不計(jì)一般忽略不計(jì).理解理解電荷之間的一種相互作用力，也稱庫(kù)侖力。庫(kù)侖力是一種電荷之間的一種相互作用力，也稱庫(kù)侖力。庫(kù)侖力是一種“性性質(zhì)力質(zhì)力”，與重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性電荷間相，與重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性電荷間相互作用的庫(kù)侖力同樣遵循牛頓第三定律當(dāng)電荷間的靜電力遠(yuǎn)大互作用的庫(kù)侖力同樣遵循牛頓第三定律當(dāng)電荷間的靜電力遠(yuǎn)大于電荷重力時(shí)，電荷所受重力一般不考慮。于電荷重力時(shí)，電荷所受重力一般不考慮。點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的電性有正負(fù)電性有正負(fù)之分，之分，在應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)，在應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)，q q1

7、 1、q q2 2可只代可只代入絕對(duì)值算出庫(kù)侖力的大小，再由同種電荷相互排斥、異種電荷入絕對(duì)值算出庫(kù)侖力的大小，再由同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來(lái)判斷方向相互吸引來(lái)判斷方向當(dāng)多個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在時(shí)，任意兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用仍遵守庫(kù)當(dāng)多個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在時(shí)，任意兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用仍遵守庫(kù)侖定律，任一點(diǎn)電荷所受的庫(kù)侖力可利用平行四邊形定則求合侖定律，任一點(diǎn)電荷所受的庫(kù)侖力可利用平行四邊形定則求合力力課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1 1、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說(shuō)法中正確的是：、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說(shuō)法中正確的是： A .A .真正的點(diǎn)電荷是不存在的真正的點(diǎn)電荷是不存在的 B .B .點(diǎn)電荷是一種理想模型點(diǎn)電荷是一種理想模

8、型 C .C .足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷 D .D .一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì)看它的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì) 2 2、下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是（、下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是（ ）A.A.只有體積很小的帶電體，才能看作點(diǎn)電荷只有體積很小的帶電體，才能看作點(diǎn)電荷B.B.體積很大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷體積很大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷C.C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們相互作用力的影響可以忽略時(shí)，當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們相互作用力

9、的影響可以忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷這兩個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷D.D.任何帶電球體，都可以看作電荷全部集中于球心的點(diǎn)電荷任何帶電球體，都可以看作電荷全部集中于球心的點(diǎn)電荷 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1.671.671010-27 -27 kgkg，電，電子的質(zhì)量是子的質(zhì)量是9.19.11010-31-31kgkg，在氫原子內(nèi)它們之間的，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為最短距離為5.35.31010-11-11m m。試比較氫原子中氫核與電。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力。子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力。 2219298112(1.610)(9.010 )8.2

10、10(5.310)qFkrNN庫(kù)庫(kù)侖力392.3 10FF庫(kù)引所以庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力之比為所以庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力之比為 NN47211312711106 . 3)103 . 5(101 . 91067. 11067. 6221rmmGF 引萬(wàn)有引力解析: 從例題可以看出：從例題可以看出：電子和質(zhì)子的靜電電子和質(zhì)子的靜電力是它們間萬(wàn)有引力是它們間萬(wàn)有引力的力的2.32.310103939倍倍. .正正因如此因如此, ,以后在研究以后在研究帶電微粒間相互作帶電微粒間相互作用時(shí)用時(shí), ,經(jīng)常忽略萬(wàn)有經(jīng)常忽略萬(wàn)有引力引力. .1.F1.F與與r r有關(guān)有關(guān) 庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)研究方法研究方法：控制變量法

11、控制變量法結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球之間的距離兩球之間的距離r r，從實(shí)驗(yàn)結(jié)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫(kù)侖得出靜電力與距離的果中庫(kù)侖得出靜電力與距離的平方成反比，即平方成反比，即 F1/rF1/r2 22.F2.F與與q q有關(guān)有關(guān) 結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球的帶結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球的帶電量，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫(kù)侖得出靜電力與電量，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫(kù)侖得出靜電力與電量的乘積成正比，即電量的乘積成正比，即 F qF q1 1q q2 2研究?jī)x器研究?jī)x器：庫(kù)侖扭秤庫(kù)侖扭秤 真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)為真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)為d d的

12、等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷都的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷都是是+q+q，求他們各自所受的庫(kù)侖力，求他們各自所受的庫(kù)侖力。 2221dqkFFq1q3q2F2F1F221330cos2dqkFF解析:以q3為研究對(duì)象,受到F1和F2的作用小小 結(jié)結(jié)1 1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力、內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力, ,跟跟它們的電荷量的乘積成正比它們的電荷量的乘積成正比, ,跟它們的距離的二次方跟它們的距離的二次方成反比成反比, ,作用力的方向在它們的連線上作用力的方向在它們的連線上. .2 2、公式：、公式：3 3、適用條件：、適用條件： 真空真空 點(diǎn)電

13、荷點(diǎn)電荷4 4、點(diǎn)電荷：是一種理想模型、點(diǎn)電荷：是一種理想模型. .當(dāng)帶電體的線度比起相當(dāng)帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時(shí)互作用的距離小很多時(shí), ,帶電體可視為點(diǎn)電荷帶電體可視為點(diǎn)電荷. .k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2221rqqkF 【例題【例題】?jī)蓚€(gè)完全相同的小金屬球，它們所帶電荷量?jī)蓚€(gè)完全相同的小金屬球，它們所帶電荷量之比為之比為5 1，它們?cè)谙嗑嘁欢ň嚯x，它們?cè)谙嗑嘁欢ň嚯x(帶電小球皆可視為帶電小球皆可視為點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷)時(shí)相互作用力為時(shí)相互作用力為F1，如果讓它們接觸后再放回，如果讓它們接觸后再放回原處，此時(shí)相互作用力變?yōu)樵帲藭r(shí)相互作用力變?yōu)?/p>

14、F2，則，則F1 F2可能為可能為()A5 2B5 4C5 6D5 94.庫(kù)侖定律的綜合應(yīng)用庫(kù)侖定律的綜合應(yīng)用庫(kù)侖力的計(jì)算庫(kù)侖力的計(jì)算 如圖所示，真空中一條直線上的如圖所示，真空中一條直線上的A、B兩點(diǎn)，放置兩兩點(diǎn)，放置兩個(gè)點(diǎn)電荷個(gè)點(diǎn)電荷QA=+4Q，QB=-Q，均固定，他們相距，均固定，他們相距r，若，若一電荷一電荷q放于何處才能平衡？放于何處才能平衡？帶電體的平衡問(wèn)題帶電體的平衡問(wèn)題兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大 【例題【例題】如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)帶電如圖所示，在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)帶電小球小球A和和B(可視為點(diǎn)電荷可視為點(diǎn)電荷)，它們的質(zhì)量分

15、別為，它們的質(zhì)量分別為2 g和和1 g，它們的電荷量大小相等，均為它們的電荷量大小相等，均為1107 C，A球帶正電，球帶正電，B球帶負(fù)電現(xiàn)有水平恒力球帶負(fù)電現(xiàn)有水平恒力F作用于作用于A球，使球，使A、B一起向一起向右運(yùn)動(dòng)右運(yùn)動(dòng),且保持距離且保持距離d0.1 m不變，試問(wèn)不變，試問(wèn)F多大？多大？解析解析 因?yàn)樾∏蛞驗(yàn)樾∏駻、B一起向右一起向右運(yùn)動(dòng)且保持距離不變，所以兩小球運(yùn)動(dòng)且保持距離不變，所以兩小球具有相同的加速度具有相同的加速度. 對(duì)小球?qū)π∏駻、B組組成的整體應(yīng)用牛頓第二定律，有：成的整體應(yīng)用牛頓第二定律，有：庫(kù)侖定律中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題庫(kù)侖定律中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題BtanmgF FmgA庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單著手的思想控制變量法次數(shù)次數(shù) 小球間距小球間距 游絲扭轉(zhuǎn)角游絲扭轉(zhuǎn)角1363621814438.5575.5轉(zhuǎn)化放大庫(kù)侖扭秤庫(kù)侖扭秤對(duì)稱守恒. 3.3.庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)庫(kù)侖扭秤庫(kù)侖扭秤 用于測(cè)定電荷間相互作用力特別是用于測(cè)定電荷間相互作用力特別是電荷間微小的作用力的裝置。電荷間微小的作用力的裝置。