人教版高中物理選修3-1《庫侖定律》課件

1、萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引 既然電荷之間存在相互作用，那么電荷既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？1、可能跟電荷電量有關(guān)、可能跟電荷電量有關(guān)2、可能與兩個(gè)電荷間的距離有關(guān)、可能與兩個(gè)電荷間的距離有關(guān)萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律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：實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力電

2、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 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.萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律1.F1.F與與r r有關(guān)有關(guān) 庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn)研究方法研究方法：控制變量法控制變量法結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球之間結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球之間的距離的距離r r，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電力，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電力與距離的平方成反比，即與距離的平方成反比，即 F1/r F1/r2 22.F2.F與與q q有關(guān)有關(guān) 結(jié)論：保持兩

3、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)果中庫侖得出靜電力與電量，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫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 q F q1 1q q2 2研究儀器研究儀器：庫侖扭秤庫侖扭秤萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律庫侖定律庫侖定律 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，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。的方向在它們的連線上。大小：122q qFkr K

4、K為靜電力常量：為靜電力常量：K=9.0K=9.010109 9NmNm2 2/C/C2 2方向方向: : 在兩點(diǎn)電荷的連線上在兩點(diǎn)電荷的連線上, ,同種電荷相斥同種電荷相斥, ,異種電荷相吸異種電荷相吸. .計(jì)算大小時(shí)只將電荷量的絕對(duì)值代入計(jì)算大小時(shí)只將電荷量的絕對(duì)值代入. .萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律庫侖定律庫侖定律 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，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。的方向在它們的連

5、線上。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. .在空氣中的結(jié)果與真空中相差很小，在空氣中的結(jié)果與真空中相差很小，因此在空氣中也可使用真空中的公式因此在空氣中也可使用真空中的公式萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 1 1、在研究帶電體間的相互作用時(shí)，如果帶電、在研究帶電體間的相互作用時(shí)，如果帶電體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離帶電體本體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離帶電體本身的大小，對(duì)我們所討論的問題影響甚小，相對(duì)身的大小，對(duì)我們所討論的問題影響甚小，相對(duì)來說可把帶電體視為一幾何點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷。來說可把帶電體視為一幾何點(diǎn)

6、，并稱它為點(diǎn)電荷。2 2、點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽、點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個(gè)象，是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個(gè)理理想化的模型想化的模型。3 3、點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶、點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點(diǎn)電荷這個(gè)概念與力學(xué)中的的電量也可以很大。點(diǎn)電荷這個(gè)概念與力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)”類似。類似。 萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律庫侖定律庫侖定律 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，用力，與它們的電荷量的乘積成正

7、比，與它們的距離的二次方成反比，作用力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。的方向在它們的連線上。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. .3.3.靜止靜止兩個(gè)兩個(gè)靜止的靜止的電荷電荷一個(gè)電荷一個(gè)電荷靜止靜止,另一個(gè)電荷運(yùn)動(dòng)的情況另一個(gè)電荷運(yùn)動(dòng)的情況例如例如: :原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí), ,核對(duì)電子的力同樣遵循庫侖定律核對(duì)電子的力同樣遵循庫侖定律萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1 1、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是：、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是： A .A .真正的點(diǎn)

8、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)所研究尺寸大小，而是看它的形狀和大小對(duì)所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì)的問題的影響是否可以忽略不計(jì) 萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、下列說法中正確的是：、下列說法中正確的是：( )( )A .A .點(diǎn)電荷就是體積很小的電荷點(diǎn)電荷就是體積很小的電荷B .B .點(diǎn)電荷就是體積和帶

9、電量都很小點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小 的帶電體的帶電體C .C .根據(jù)根據(jù) 可知，當(dāng)可知，當(dāng)r 0r 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)得到靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得到的的122q qFkr D萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、 三個(gè)相同的金屬小球三個(gè)相同的金屬小球a a、b b和和c c，原來，原來c c不不帶電，而帶電，而a a和和b b帶等量異種電荷，相隔一定帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，距離放置，a a、b b之間的靜電力為之間的靜電力為F F ?，F(xiàn)將?，F(xiàn)將c c球分別與球分別與a a、b b接觸后拿開，則

10、接觸后拿開，則a a、b b之間的之間的靜電力將變?yōu)椋o電力將變?yōu)椋?）。）。 A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、兩個(gè)半徑為、兩個(gè)半徑為0.3m0.3m的金屬球，球心相距的金屬球，球心相距1.0m1.0m放置，當(dāng)他們都帶放置，當(dāng)他們都帶1.51.510105 5 C C的正的正電時(shí)，相互作用力為電時(shí)，相互作用力為F F1 1 ，當(dāng)它們分別帶，當(dāng)它們分別帶+1.5+1.510105 5 C C和和1.51.510105 5 C C的電量時(shí)，的電量時(shí)，相互作用

11、力為相互作用力為F F2 2 , , 則（則（ ） A AF F1 1 = F = F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D無法判斷無法判斷 B萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律庫侖力庫侖力(靜電力靜電力) 與與萬有引力萬有引力(1)兩種力都與距離的二次方成反比(2)兩種力都與和作用力有關(guān)的物理量的乘積成正比.(3)兩種力的方向都在兩物體的連線上.(1)描述了兩種作用.(性質(zhì)不同)(2)力的大小與相關(guān)的物理量不全相同;(3)靜電力可以是引力,也可以是斥力,(4)常量不相同相同點(diǎn)相同點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)庫侖力是電荷量,萬有引力是

12、質(zhì)量庫侖力是由于物體帶電引起的作用,萬有引力是由于物體具有質(zhì)量引起的作用.萬有引力只能是引力.萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律 對(duì)于一般的帶電體對(duì)于一般的帶電體,靜電力也比萬有靜電力也比萬有引力大得多引力大得多,因此研究兩個(gè)帶電體間的相因此研究兩個(gè)帶電體間的相互作用時(shí)也忽略萬有引力互作用時(shí)也忽略萬有引力.一般帶電體受到的重力是它和巨大一般帶電體受到的重力是它和巨大地球之間的萬有引力地球之間的萬有引力,通常都比較大通常都比較大,所以所以就不能忽略就不能忽略.而基本粒子像電子、質(zhì)子、原子核而基本粒子像電

13、子、質(zhì)子、原子核等等,因?yàn)槠浔旧碣|(zhì)量非常小因?yàn)槠浔旧碣|(zhì)量非常小,即使與地球之即使與地球之間的萬有引力也很小間的萬有引力也很小,所以基本粒子受到所以基本粒子受到重力往往也很小重力往往也很小,所以基本粒子所受的重所以基本粒子所受的重力往往可忽略不計(jì)力往往可忽略不計(jì).萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律 當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí),每一每一帶電體間的庫侖力仍遵守庫侖定律帶電體間的庫侖力仍遵守庫侖定律.某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力作某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力作用時(shí)用時(shí),可利用力的平行四邊形定則求可利用力的平行四邊形定則求出合力出合力.萬州二中萬州二中 F

14、iveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律F1abc+-F2F3F4+ 如圖所示,三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上.a和c帶正電,b帶負(fù)電,a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示,它應(yīng)是( )A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 B萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律例題2:真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷,它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,每個(gè)點(diǎn)電荷都是+2 X 10-6C,求它們所受的庫侖力.F1F2F3q1q2q3+萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定

15、律q1+-q2三個(gè)自由的點(diǎn)電荷只受庫侖力的平衡規(guī)律例：a、b兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距40cm，電荷量分別為q1和q2，且q1=9q2，都是正電荷；現(xiàn)引入點(diǎn)電荷c，這時(shí)a、b、c三個(gè)電荷都恰好處于平衡狀態(tài)，試問：點(diǎn)電荷c的性質(zhì)是什么？電荷量多大？它放在什么地方？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)大萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律q1q3三個(gè)自由的點(diǎn)電荷只受庫侖力的平衡規(guī)律 如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3，固定在一直線上，q2與q3距離為q1與q2距離的2倍，每個(gè)點(diǎn)電荷所受靜電力的合均為零，由此可以判定，三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量之比q1：q2：q3為（

16、） A.-9:4:(-36) B.9:4:36 C.-3:2:(-6) D.3:2:6兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大q2萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律庫侖定律與力學(xué)綜合例：真空中例：真空中A A、B B兩個(gè)點(diǎn)電荷相距兩個(gè)點(diǎn)電荷相距L L，質(zhì)量分別，質(zhì)量分別為為m m和和2m2m，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力及，它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力及其它作用力），開始時(shí)其它作用力），開始時(shí)A A的加速度大小為的加速度大小為a a，經(jīng)，經(jīng)過一段時(shí)間過一段時(shí)間B B的加速度大小也為的加速度大小也為a a，那么此時(shí)，那么此時(shí)A A、B B兩點(diǎn)電荷間的距離為兩點(diǎn)電荷間的距離為 ？萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律設(shè)星球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1000km的地方，又若將同增的電子粉塵帶到距星球表面2000km的地方相對(duì)于該星球無初速釋放，則此電子粉塵（ ）A.向星球下落B.仍在原處懸浮C.推向太空D.無法判斷萬州二中萬州二中 FiveFox人教版高中物理選修3-1庫侖定律用絕緣