湖南省邵陽市隆回縣萬和實驗學(xué)校高中物理庫侖定律課件新人教版選修

1、1.2 庫侖定律庫侖定律 一、庫侖定律一、庫侖定律1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驗原理實驗原理 如圖所示，如圖所示，F(xiàn) ， ，F(xiàn) ，變小，變小，F(xiàn) .方法方法(控控制變量法制變量法)探究電荷間作用力與距探究電荷間作用力與距離的關(guān)系離的關(guān)系探究電荷間作用力與電荷探究電荷間作用力與電荷量的關(guān)系量的關(guān)系實驗操作實驗操作保持電荷量不變，改變保持電荷量不變，改變懸點位置，從而改變小懸點位置，從而改變小球間距球間距r，觀察夾角，觀察夾角變變化情況化情況改變小球帶電荷量改變小球帶電荷量q，觀，觀察夾角察夾角變化情況變化情況實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象r變大，變大， .r變小，變小， .

2、q變大，變大， .q變小，變小， .實驗結(jié)論實驗結(jié)論 電荷間的作用力與電荷間的作用力與 有關(guān)，與有關(guān)，與 有關(guān)有關(guān)mgtan 變大變大變大變大變小變小變小變小變大變大變大變大變小變小距離距離電荷量電荷量2庫侖定律庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成們的電荷量的乘積成，與它們的，與它們的 成反成反比，作用力的方向在它們的連線上比，作用力的方向在它們的連線上(2)公式：公式：(3)適用條件：在適用條件：在 中；中；(4)靜電力常量靜電力常量公式中的比例常數(shù)公式中的比例常數(shù)k，叫做靜電力常量，在國際單位制中，

3、叫做靜電力常量，在國際單位制中，k9.0109 Nm2/C2，其意義是兩個電荷量是，其意義是兩個電荷量是1 C的點電荷在真的點電荷在真空中相距空中相距1 m時，相互作用力是時，相互作用力是9.0109 N.正比正比距離的二次方距離的二次方真空真空點電荷點電荷(5)點電荷點電荷當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的的 、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看成帶電的點，叫做點電荷以忽略時，這樣的帶電體就可以看成帶電的點，叫做點電荷【特別提醒特別提醒】點

4、電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的點電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型理想化模型形狀形狀反比反比 正比正比 二、庫侖的實驗二、庫侖的實驗1對點電荷的理解對點電荷的理解(1)點電荷是只有電荷量沒有大小、形狀的理想化模型，點電荷是只有電荷量沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點，實際中并不存在，是一種科學(xué)的抽象，類似于力學(xué)中的質(zhì)點，實際中并不存在，是一種科學(xué)的抽象，其建立過程反映了一種分析處理問題的思維方式其建立過程反映了一種分析處理問題的思維方式(2)實際的帶電體在滿足一定條件時可近似看做點電荷一實際的帶電體在滿足一定條件時可近似看做點電荷一個帶電體能否看成點電荷，不能單憑其大

5、小和形狀確定，也不個帶電體能否看成點電荷，不能單憑其大小和形狀確定，也不能完全由帶電體的大小和帶電體間的關(guān)系確定，關(guān)鍵是看帶電能完全由帶電體的大小和帶電體間的關(guān)系確定，關(guān)鍵是看帶電體的形狀和大小對所研究的問題有無影響，若沒有影響，或影體的形狀和大小對所研究的問題有無影響，若沒有影響，或影響可以忽略不計，則帶電體就可以看做點電荷響可以忽略不計，則帶電體就可以看做點電荷(3)點電荷、帶電體、元電荷的比較點電荷、帶電體、元電荷的比較點電荷點電荷帶電體帶電體元電荷元電荷理想化模型，沒有大小、理想化模型，沒有大小、形狀，只帶有電荷量，形狀，只帶有電荷量，當受到其他電荷的作用當受到其他電荷的作用時不會引起

6、電荷的分布時不會引起電荷的分布變化，相互作用規(guī)律遵變化，相互作用規(guī)律遵從庫侖定律從庫侖定律有一定體積、形狀，有一定體積、形狀，帶有電荷的物體，帶有電荷的物體，如果受到其他電荷如果受到其他電荷的作用時，一般會的作用時，一般會引起電荷在物體上引起電荷在物體上的重新分布的重新分布是最小的電荷是最小的電荷量，不是帶電量，不是帶電體，它就是體，它就是e1.61019 C.下面關(guān)于點電荷的說法正確的是下面關(guān)于點電荷的說法正確的是()A只有體積很小的帶電體才能看成是點電荷只有體積很小的帶電體才能看成是點電荷B體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷C當兩個帶電體的大小遠小于它

7、們間的距離時，可將這兩當兩個帶電體的大小遠小于它們間的距離時，可將這兩個帶電體看成是點電荷個帶電體看成是點電荷D一切帶電體都可以看成是點電荷一切帶電體都可以看成是點電荷解析：解析：本題考查對點電荷的理解帶電體能否看做點電本題考查對點電荷的理解帶電體能否看做點電荷，和帶電體的體積無關(guān)，主要看帶電體的體積對所研究的問荷，和帶電體的體積無關(guān)，主要看帶電體的體積對所研究的問題是否可以忽略，如果能夠忽略則帶電體可以看成是點電荷，題是否可以忽略，如果能夠忽略則帶電體可以看成是點電荷，否則就不能否則就不能答案：答案：C2庫侖定律的正確理解和應(yīng)用庫侖定律的正確理解和應(yīng)用(1)庫侖定律只適用于計算真空中兩個點電

8、荷間的相互作用庫侖定律只適用于計算真空中兩個點電荷間的相互作用力；空氣中兩點電荷間的相互作用力也可以近似用庫侖定律計力；空氣中兩點電荷間的相互作用力也可以近似用庫侖定律計算算(2)應(yīng)用庫侖定律公式計算庫侖力時不必將表示電荷性質(zhì)應(yīng)用庫侖定律公式計算庫侖力時不必將表示電荷性質(zhì)的正、負號代入公式中，只將其電荷量的絕對值代入公式中算的正、負號代入公式中，只將其電荷量的絕對值代入公式中算出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則另行判斷吸引的原則另行判斷各物理量要統(tǒng)一用國際單位，只有采用國際單位時，各物理量要統(tǒng)一用國際單位，只有

9、采用國際單位時，k的的值才是值才是9.0109 Nm2/C2.庫侖力具有力的一切性質(zhì)，可以與其他力合成、分解，庫侖力具有力的一切性質(zhì)，可以與其他力合成、分解，可以與其他力平衡，可以產(chǎn)生加速度，兩點電荷間的庫侖力是可以與其他力平衡，可以產(chǎn)生加速度，兩點電荷間的庫侖力是一對相互作用力，遵從牛頓第三定律一對相互作用力，遵從牛頓第三定律(3)規(guī)律辨析規(guī)律辨析庫侖定律庫侖定律萬有引力定律萬有引力定律共同點共同點都與距離的平方成反比都與距離的平方成反比都有一個常量都有一個常量(靜電力常量，引力常量靜電力常量，引力常量) 都是場力，分別為電場、萬有引力場都是場力，分別為電場、萬有引力場區(qū)別區(qū)別與兩個物體的電

10、荷量有關(guān)與兩個物體的電荷量有關(guān)既有引力，也有斥力既有引力，也有斥力適用于真空中的點電荷適用于真空中的點電荷微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯與兩個物體的質(zhì)量與兩個物體的質(zhì)量有關(guān)有關(guān)只有引力只有引力適用于質(zhì)點適用于質(zhì)點天體間表現(xiàn)明顯天體間表現(xiàn)明顯影響大小影響大小的因素的因素q1、q2、rm1、m2、r如下圖所示，兩個質(zhì)量均為如下圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼的完全相同的金屬球殼a與與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為球心間的距離為l為球半徑的為球半徑的3倍若使它們帶上等量異種電荷，倍

11、若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為使其電荷量的絕對值均為Q，那么關(guān)于，那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力兩球之間的萬有引力F引引和庫侖力和庫侖力F庫庫的表達式正確的是的表達式正確的是()答案：答案：D No.4 難點釋疑難點釋疑1能否說能否說“大的帶電體一定不能看成點電荷，小的帶電體大的帶電體一定不能看成點電荷，小的帶電體一定能看成點電荷一定能看成點電荷”？提示：提示：不能一個帶電體能否看成點電荷，并不在于它不能一個帶電體能否看成點電荷，并不在于它體積的大小，而是應(yīng)具體問題具體分析即使是大的帶電體，體積的大小，而是應(yīng)具體問題具體分析即使是大的帶電體，在一定條件下，也可以看成點電荷，

12、小的帶電體，在一定條件在一定條件下，也可以看成點電荷，小的帶電體，在一定條件下也不一定能看成點電荷下也不一定能看成點電荷3庫侖力和學(xué)過的重力、彈力、摩擦力是并列的嗎？它具庫侖力和學(xué)過的重力、彈力、摩擦力是并列的嗎？它具有力的一切性質(zhì)嗎？有力的一切性質(zhì)嗎？提示：提示：(1)庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性(2)兩點電荷之間的作用力是相互的，其大小相等，方向相兩點電荷之間的作用力是相互的，其大小相等，方向相反反(3)庫侖力在合成分解時遵守平行四邊形定則庫侖力在合成分解時遵守平行四邊形定則. 有三個完全一樣的球有三個完全一樣的球A、B、C，A球帶電荷量為球帶電荷量

13、為7Q，B球球帶電荷量為帶電荷量為Q，C球不帶電，將球不帶電，將A、B兩球固定，然后讓兩球固定，然后讓C球先球先跟跟A球接觸，再跟球接觸，再跟B球接觸，最后移去球接觸，最后移去C球，則球，則A、B球間的作用球間的作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲苛ψ優(yōu)樵瓉淼亩嗌?？【思路點撥思路點撥】求解此題應(yīng)把握以下三點：求解此題應(yīng)把握以下三點：(1)先據(jù)庫侖定律寫出原來先據(jù)庫侖定律寫出原來A、B間庫侖力的表達式間庫侖力的表達式(2)據(jù)電荷均分原理確定接觸后據(jù)電荷均分原理確定接觸后A、B的帶電量的帶電量(3)再據(jù)庫侖定律寫出現(xiàn)在再據(jù)庫侖定律寫出現(xiàn)在A、B間的庫侖力間的庫侖力答案：答案：C 如右圖所示，懸掛在如右圖所示，懸

14、掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電荷量不變的小球有一個帶電荷量不變的小球A.在兩次實驗中，均緩慢移動另一在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球帶同種電荷的小球B，當，當B到達懸點到達懸點O的正下方并與的正下方并與A在同一水平在同一水平線上，線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為.若兩次若兩次實驗中實驗中B的電荷量分別為的電荷量分別為q1和和q2，分別為分別為30和和45，則，則q2/q1為為()答案：答案：C 【反思總結(jié)反思總結(jié)】力電綜合題，可以歸納為力電綜合題，可以歸納為“電學(xué)問題，力電學(xué)問題，

15、力學(xué)方法學(xué)方法”只是把庫侖力當作一個服從庫侖定律的普通力就可以只是把庫侖力當作一個服從庫侖定律的普通力就可以了，其在效果上，和重力、彈力、摩擦力等一樣遵循力學(xué)規(guī)了，其在效果上，和重力、彈力、摩擦力等一樣遵循力學(xué)規(guī)律律【跟蹤發(fā)散跟蹤發(fā)散】21：如下圖所示，在光滑絕緣水平面上：如下圖所示，在光滑絕緣水平面上放置放置3個電荷量均為個電荷量均為q(q0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接當?shù)妮p質(zhì)彈簧絕緣連接當3個小球處在靜止狀態(tài)時，每根彈個小球處在靜止狀態(tài)時，每根彈簧長度為簧長度為l.已知靜電力常量為已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則

16、，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為每根彈簧的原長為()答案：答案：C有兩個帶正電的小球，電荷量分別為有兩個帶正電的小球，電荷量分別為Q和和9Q，在真空中，在真空中相距相距l(xiāng).如果引入第三個小球，恰好使得如果引入第三個小球，恰好使得3個小球只在它們相互的個小球只在它們相互的靜電力作用下都處于平衡狀態(tài)，第三個小球應(yīng)帶何種電荷，應(yīng)靜電力作用下都處于平衡狀態(tài)，第三個小球應(yīng)帶何種電荷，應(yīng)放在何處，電荷量又是多少？放在何處，電荷量又是多少？ 【思路點撥思路點撥】求第三個小球的位置和電量時，可按以下求第三個小球的位置和電量時，可按以下思路進行：思路進行：解析：解析：沒有引入第三個小球前，兩球之間存

17、在斥力作用；沒有引入第三個小球前，兩球之間存在斥力作用；F21和和F12，它們互為作用力和反作用力欲使兩球平衡，則必須，它們互為作用力和反作用力欲使兩球平衡，則必須受到受到F31和和F32這兩個力作用而這兩個力是由引入的第三個帶電這兩個力作用而這兩個力是由引入的第三個帶電小球施加的，因此第三個小球應(yīng)放在這兩球之間，且?guī)ж撔∏蚴┘拥?，因此第三個小球應(yīng)放在這兩球之間，且?guī)ж撾娙鐖D所示電如圖所示【反思總結(jié)反思總結(jié)】三個電荷在同一直線上只受庫侖力處于平三個電荷在同一直線上只受庫侖力處于平衡狀態(tài)的規(guī)律衡狀態(tài)的規(guī)律(1)三個電荷的位置關(guān)系是三個電荷的位置關(guān)系是“同性在兩邊，異性在中間同性在兩邊，異性在中間

18、”或或記為記為“兩同夾一異兩同夾一異”(2)三個電荷中，中間電荷的電荷量最小，兩邊同性電荷中三個電荷中，中間電荷的電荷量最小，兩邊同性電荷中哪個的電荷量小，中間異性電荷距哪個近一些，或可記為哪個的電荷量小，中間異性電荷距哪個近一些，或可記為“兩兩大夾一小，近小遠大大夾一小，近小遠大”【跟蹤發(fā)散跟蹤發(fā)散】31：如右圖所示，同一直線上的三個點：如右圖所示，同一直線上的三個點電荷電荷q1、q2、q3恰好都處于平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不恰好都處于平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用，已知受其他外力作用，已知q1、q2間的距離是間的距離是q2、q3間距離的間距離的2倍，下倍，下列說法正確

19、的是列說法正確的是()Aq1、q3為正電荷，為正電荷，q2為負電荷為負電荷Bq1、q3為負電荷，為負電荷，q2為正電荷為正電荷Cq1 q2 q336 4 9Dq1 q2 q39 4 36答案：答案：ABC 1下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是()A帶電球體一定可以看成點電荷帶電球體一定可以看成點電荷B直徑大于直徑大于1 cm的帶電球體一定不能看成點電荷的帶電球體一定不能看成點電荷C直徑小于直徑小于1 cm的帶電球體一定可以看成點電荷的帶電球體一定可以看成點電荷D點電荷與質(zhì)點都是理想化的模型點電荷與質(zhì)點都是理想化的模型解析：解析：點電荷與質(zhì)點都是為研究問題而理想化的

20、模型，點電荷與質(zhì)點都是為研究問題而理想化的模型，只要其體積、形狀不影響研究的問題就可以理想化，故只要其體積、形狀不影響研究的問題就可以理想化，故D正正確能否看成點電荷并不是依據(jù)電荷本身的大小和形狀，故確能否看成點電荷并不是依據(jù)電荷本身的大小和形狀，故A、B、C錯錯答案：答案：D2真空中有兩個點電荷真空中有兩個點電荷Q和和q，它們之間的庫侖力為，它們之間的庫侖力為F，下，下列的哪些做法可以使它們之間的庫侖力變?yōu)榱械哪男┳龇梢允顾鼈冎g的庫侖力變?yōu)?.5F()A使使Q的電荷量變?yōu)榈碾姾闪孔優(yōu)?Q，使，使q的電荷量變?yōu)榈碾姾闪孔優(yōu)?q，同時使它，同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼膫兊木嚯x變?yōu)樵瓉淼?倍倍B使每個電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼氖姑總€電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變?yōu)楸?，距離也變?yōu)樵瓉淼脑瓉淼?.5倍倍C使其中一個電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼氖蛊渲幸粋€電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，距離也變倍，距離也變?yōu)樵瓉?/p>