庫(kù)侖定律課件

1、第二節(jié)庫(kù)侖定律第二節(jié)庫(kù)侖定律課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.明確點(diǎn)電荷是個(gè)理想模型，知道帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)明確點(diǎn)電荷是個(gè)理想模型，知道帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件，感悟理想模型電荷的條件，感悟理想模型2理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容及公式，知道庫(kù)侖定律的適理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容及公式，知道庫(kù)侖定律的適用條件用條件3運(yùn)用庫(kù)侖定律并結(jié)合力學(xué)規(guī)律求解有關(guān)問(wèn)題運(yùn)用庫(kù)侖定律并結(jié)合力學(xué)規(guī)律求解有關(guān)問(wèn)題4通過(guò)靜電力與萬(wàn)有引力的對(duì)比，體會(huì)自然規(guī)律的通過(guò)靜電力與萬(wàn)有引力的對(duì)比，體會(huì)自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性多樣性和統(tǒng)一性重點(diǎn)難點(diǎn)：庫(kù)侖定律的內(nèi)容及公式的理解和靈活應(yīng)重點(diǎn)難點(diǎn)：庫(kù)侖定律的內(nèi)容及公式的理解和靈活應(yīng)用用v一、探究影響電荷

2、間相互作用力的因素mgtan_ 變大變大 變大變大 變小變小 方法(控制變量法)探究電荷間作用力與距離的關(guān)系探究電荷間作用力與電荷量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)操作保持電荷量不變，改變懸點(diǎn)位置，從而改變小球間距r，觀察夾角變化情況改變小球帶電荷量q，觀察夾角變化情況實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象r變大， 。r變小， 。q變大， 。q變小， 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論電荷間的作用力與 有關(guān)，與 有關(guān)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v二、靜電力與點(diǎn)電荷v1靜電力： 電荷 間的相互作用力，也叫庫(kù)侖力v2點(diǎn)電荷：當(dāng)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、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以 忽略 時(shí)，這樣的

3、帶電體就叫做點(diǎn)電荷思考感悟思考感悟點(diǎn)電荷是否真的存在？它與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)有何聯(lián)系？點(diǎn)電荷是否真的存在？它與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)有何聯(lián)系？提示：提示：點(diǎn)電荷與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)都是理想化的模型，點(diǎn)電荷與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)都是理想化的模型，實(shí)際上并不存在，抓住主要因素，忽略次要因素，實(shí)際上并不存在，抓住主要因素，忽略次要因素，是物理學(xué)研究問(wèn)題的一種重要方法是物理學(xué)研究問(wèn)題的一種重要方法三、庫(kù)侖定律三、庫(kù)侖定律1庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，內(nèi)容：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與它們的電荷量的乘積成_，與它們的距離，與它們的距離的二次方成的二次方成_，作用

4、力的方向在它們的連線，作用力的方向在它們的連線上上正比正比反比反比(2)表達(dá)式：表達(dá)式：F_，其中其中k_Nm2/C2，叫做靜電力常量，叫做靜電力常量(3)適用條件：適用條件：_中，兩個(gè)中，兩個(gè)_之間的之間的相互作用相互作用9.0109真空真空點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷(4)方向：沿方向：沿_方向，且同種電荷方向，且同種電荷_，異種電荷異種電荷_兩電荷連線兩電荷連線相斥相斥相吸相吸四、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)四、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)1庫(kù)侖扭秤的原理：如圖庫(kù)侖扭秤的原理：如圖121所示：所示：A和和C之間之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的_可可以比較力的大小以比較力的大小角度角度2電荷量的定量量

5、度：一個(gè)帶電電荷量的定量量度：一個(gè)帶電的金屬球與另一個(gè)不帶電的相同的的金屬球與另一個(gè)不帶電的相同的金屬球接觸后，前者的電荷量就會(huì)金屬球接觸后，前者的電荷量就會(huì)分給后者分給后者_(dá)3靜電力的疊加：兩個(gè)或兩個(gè)以靜電力的疊加：兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)電荷的力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)電荷的作用力的作用力的_一半一半矢量和矢量和圖圖1211測(cè)量力與距離的關(guān)系：改變 A 和 C 之間的距離，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的，結(jié)果得到力 F 與距離 r 的二次方成反比，即 F1r2.2測(cè)量力與電荷量之間的關(guān)系：采用電荷量等分法把A(或 C)球的電荷量 q

6、 依次減為q2、q4、q8、再放入庫(kù)侖扭秤裝置中，結(jié)果得到 F 與 A、C 電荷量 q1、q2的乘積成正比， 即Fq1q2.角度角度 核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、對(duì)庫(kù)侖定律的理解一、對(duì)庫(kù)侖定律的理解1庫(kù)侖定律的適用條件：庫(kù)侖定律只適用于庫(kù)侖定律的適用條件：庫(kù)侖定律只適用于計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力；空氣計(jì)算真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力；空氣中兩點(diǎn)電荷間的相互作用力也可以近似用庫(kù)侖中兩點(diǎn)電荷間的相互作用力也可以近似用庫(kù)侖定律計(jì)算定律計(jì)算圖圖1222庫(kù)侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一雖然庫(kù)庫(kù)侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一雖然庫(kù)侖定律給出的是點(diǎn)電荷間的靜電力，但是，任侖定律給出的是點(diǎn)電荷間的靜電

7、力，但是，任何一個(gè)帶電體都可以看成由許多點(diǎn)電荷組成何一個(gè)帶電體都可以看成由許多點(diǎn)電荷組成的所以如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)的所以如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫(kù)侖定律及平行四邊形定則就可以求出帶電體庫(kù)侖定律及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間的靜電力的大小和方向3庫(kù)侖定律的應(yīng)用庫(kù)侖定律的應(yīng)用(1)應(yīng)用庫(kù)侖定律公式計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)不必將表示電荷應(yīng)用庫(kù)侖定律公式計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)不必將表示電荷性質(zhì)的正、負(fù)號(hào)代入公式中，只將其電荷量的絕對(duì)性質(zhì)的正、負(fù)號(hào)代入公式中，只將其電荷量的絕對(duì)值代入公式中算出力的大小，力的方向根據(jù)同種電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

8、電荷相互吸引的原則另行判斷荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則另行判斷(2)各物理量要統(tǒng)一用國(guó)際單位，只有采用國(guó)際單位各物理量要統(tǒng)一用國(guó)際單位，只有采用國(guó)際單位時(shí)，時(shí)，k的值才是的值才是9.0109 Nm2/C2.(3)庫(kù)侖力具有力的一切性質(zhì)，可以與其他力合成、庫(kù)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，遵從分解，可以與其他力平衡，可以產(chǎn)生加速度，遵從牛頓第三定律，兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力是一對(duì)相互作牛頓第三定律，兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反用力，大小相等，方向相反即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1如圖如圖123所

9、示，兩個(gè)半徑所示，兩個(gè)半徑均為均為r的金屬球放在絕緣支架上，的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為兩球面最近距離為r，帶等量異種，帶等量異種電荷，電荷量為電荷，電荷量為Q，兩球之間的靜，兩球之間的靜電力符合下列選項(xiàng)中的電力符合下列選項(xiàng)中的()圖圖123二、庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較二、庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較特別提醒：特別提醒：通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，大自然盡管是多種通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，大自然盡管是多種多樣的，但也有規(guī)律可循，具有統(tǒng)一的一面規(guī)律多樣的，但也有規(guī)律可循，具有統(tǒng)一的一面規(guī)律的表達(dá)那么簡(jiǎn)捷，揭示了自然界中深?yuàn)W的道理，這的表達(dá)那么簡(jiǎn)捷，揭示了自然界中深?yuàn)W的道理，這就是自然界的和諧之美、

10、簡(jiǎn)約之美就是自然界的和諧之美、簡(jiǎn)約之美即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2(2011年福州市普通高中畢業(yè)班質(zhì)量檢測(cè)年福州市普通高中畢業(yè)班質(zhì)量檢測(cè))設(shè)星球設(shè)星球帶負(fù)電，一帶電粉塵懸浮在距星球表面帶負(fù)電，一帶電粉塵懸浮在距星球表面1000 km的的地方，又若將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面地方，又若將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2000 km的地方相對(duì)于該星球無(wú)初速釋放，則此帶電粉塵的地方相對(duì)于該星球無(wú)初速釋放，則此帶電粉塵()A向星球下落向星球下落 B仍在原處懸浮仍在原處懸浮C推向太空推向太空 D無(wú)法判斷無(wú)法判斷課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練庫(kù)侖定律的應(yīng)用庫(kù)侖定律的應(yīng)用 有三個(gè)完全

11、相同的金屬小球有三個(gè)完全相同的金屬小球A、B、C，A帶帶電荷量電荷量6Q，B帶電荷量帶電荷量3Q，C球不帶電，今球不帶電，今將將A、B兩球固定起來(lái)且距離遠(yuǎn)大于小球半徑，兩球固定起來(lái)且距離遠(yuǎn)大于小球半徑，然后讓然后讓C經(jīng)很多次反復(fù)與經(jīng)很多次反復(fù)與A、B接觸，最后移去接觸，最后移去C球，求球，求A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少？間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少？【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】確定多次接觸后確定多次接觸后A、B的帶電量，然的帶電量，然后利用庫(kù)侖定律公式求解后利用庫(kù)侖定律公式求解【題后反思題后反思】帶電體能否簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷，是庫(kù)帶電體能否簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷，是庫(kù)侖定律應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)另一個(gè)條件是侖定律應(yīng)用中

12、的關(guān)鍵點(diǎn)另一個(gè)條件是“真空真空”中，一般沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，都可按真空來(lái)中，一般沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，都可按真空來(lái)處理處理 如圖如圖124所示，在一條直所示，在一條直線上有兩個(gè)相距線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷A、B，A帶電荷量帶電荷量Q，B帶電荷量帶電荷量9Q.現(xiàn)現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，問(wèn)：電荷都處于平衡狀態(tài)，問(wèn)：C應(yīng)帶什應(yīng)帶什么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷量為多少？量為多少？帶電體在庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題帶電體在庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題圖圖124【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)點(diǎn)電荷間相互作用規(guī)

13、律知能使根據(jù)點(diǎn)電荷間相互作用規(guī)律知能使引入的第三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的可能位置應(yīng)在引入的第三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的可能位置應(yīng)在A、B連線連線的延長(zhǎng)線上，且在的延長(zhǎng)線上，且在A的左側(cè)，然后列式計(jì)算的左側(cè)，然后列式計(jì)算圖圖125【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)處理此類(lèi)題的基本思路是對(duì)三個(gè)處理此類(lèi)題的基本思路是對(duì)三個(gè)電荷中的任意兩個(gè)列受力平衡方程電荷中的任意兩個(gè)列受力平衡方程(2)使同一直線上三個(gè)電荷平衡放置的規(guī)律可總結(jié)如使同一直線上三個(gè)電荷平衡放置的規(guī)律可總結(jié)如下：三電荷在同一直線上，兩同夾一異，兩大夾一下：三電荷在同一直線上，兩同夾一異，兩大夾一小小變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2(2011年天津模擬年天津模擬)如圖如圖126

14、所示，三個(gè)點(diǎn)電荷所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定固定在一直線上，在一直線上，q2與與q3的距離為的距離為q1與與q2距距離的離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電荷量之比電荷量之比q1q2q3為為()A9436 B9436C326 D3 2 6圖圖126解析：解析：選選A.每個(gè)電荷都受到另外兩個(gè)電荷對(duì)它的靜每個(gè)電荷都受到另外兩個(gè)電荷對(duì)它的靜電力的作用，其合力為零，這兩個(gè)力必須滿足的條電力的作用，其合力為零，這兩個(gè)力必須滿足的條件為：大小相等，方向相反由分析可知：三者電件為：大小相等，方向相反由分析可知

15、：三者電性不可能相同，只能是如圖所示兩種情況性不可能相同，只能是如圖所示兩種情況庫(kù)侖定律與牛頓定律的綜合應(yīng)用庫(kù)侖定律與牛頓定律的綜合應(yīng)用 如圖如圖127所示，帶電小球所示，帶電小球A和和B放在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量放在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量分別為分別為m12 g，m21 g；所帶電荷；所帶電荷量值量值q1q2107 C，A帶正電，帶正電，B帶帶負(fù)電，現(xiàn)有水平向右的恒力負(fù)電，現(xiàn)有水平向右的恒力F作用于作用于A球，可使球，可使A、B一起向右運(yùn)動(dòng)，且保一起向右運(yùn)動(dòng)，且保持間距持間距d0.1 m不變，試問(wèn)不變，試問(wèn)F多大？多大？圖圖127【答案答案】2.7102 N【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】用牛頓第二定律處

16、理帶電體的運(yùn)動(dòng)用牛頓第二定律處理帶電體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用的方法與以前相同，只是在受力分析時(shí)多時(shí)，采用的方法與以前相同，只是在受力分析時(shí)多了一個(gè)庫(kù)侖力了一個(gè)庫(kù)侖力變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3一根置于水平面上的一根置于水平面上的光滑玻璃管光滑玻璃管(絕緣體絕緣體)，內(nèi)部有兩個(gè)，內(nèi)部有兩個(gè)完全一樣的彈性金屬球完全一樣的彈性金屬球A、B，帶，帶電荷量分別為電荷量分別為9Q和和Q，從圖，從圖128所示的位置由靜止開(kāi)始釋放，所示的位置由靜止開(kāi)始釋放，問(wèn)兩球再經(jīng)過(guò)圖中位置時(shí)，兩球的問(wèn)兩球再經(jīng)過(guò)圖中位置時(shí)，兩球的加速度是釋放時(shí)的加速度是釋放時(shí)的_倍倍圖圖128小結(jié)v1電荷間的相互作用力大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一是與 有關(guān)， 二

17、是與 有關(guān)。v2當(dāng)帶電體之間的 比它們自身的大小大得多時(shí)，帶電體的形狀和體積對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這時(shí)的帶電體可以看作 。v3庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè) 間相互作用的靜電力跟它們的 成正比，跟它們的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。如果公式中的各個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，即電量的單位用 ，力的單位用 ，距離的單位用 ，則由實(shí)驗(yàn)得出k=9109 。使用上述公式時(shí)，電荷量Q1、Q2一般用絕對(duì)值代入計(jì)算。v4.應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題v首先應(yīng)注意庫(kù)侖定律的適用條件。公式F=kQ1Q2/r2僅適用于 中（空氣中近似成立）的兩個(gè) 間的相互作用。v其次，應(yīng)注意將計(jì)算庫(kù)侖力的大小與判斷庫(kù)侖力的方向二者分別進(jìn)行，即應(yīng)用公式計(jì)算庫(kù)侖力的大小時(shí)，不必將表示電荷Q1、Q2帶電性質(zhì)的 、 號(hào)代入公式中，只將其電量的絕對(duì)值代入，先計(jì)算出力的大小，再根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電