講義12庫侖定律課件23

第二節(jié)庫侖定律第二節(jié)庫侖定律12.電荷守恒定律1.電荷種類及起電方法1.摩擦起電

2.接觸起電

3.感應(yīng)起電復(fù)習(xí)回顧3.元電荷4.電荷中和與電荷均分在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。2.電荷守恒定律1.電荷種類及起電方法1.摩擦起電2.接2庫侖定律§1-2同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引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？庫侖定律§1-2同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引既然3一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：１、實(shí)驗(yàn)裝置：如圖+Ｏ２、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

（1）小球帶電量不變時(shí)，距離帶電物體越遠(yuǎn)，絲綢偏離豎直方向的角度越小。（2）小球處于同一位置時(shí)，小球所帶電荷量越大，絲線偏離豎直方向的角度越大。一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：１、實(shí)驗(yàn)裝置：如圖+4結(jié)論1：物體電荷量越大，物體受到的庫侖力就越大。改變電量一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：結(jié)論1：物體電荷量越大，物體受到的庫侖力就越大。改變電量一、5結(jié)論2：物體距離越近，物體受到的庫侖力就越大。改變距離一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：結(jié)論2：物體距離越近，物體受到的庫侖力就越大。改變距離一、探6電荷間作用力的影響因素（1）與電量的關(guān)系：F隨Q的增大而增大

以上我們只是定性的研究，真正定量的研究是由法國學(xué)者庫侖完成的。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論（2）與距離的關(guān)系：F隨r的增大而減小說明：電荷間作用力的影響因素（1）與電量的關(guān)系：F隨Q的增大7細(xì)銀絲平衡小球帶電小球帶電小球平面鏡偉大之處：兩次放大微小力1、裝置：庫侖扭秤二、庫侖的實(shí)驗(yàn)：細(xì)銀絲平衡小球帶電小球帶電小球平面鏡偉大之處：1、裝置：庫侖82、原理：FABC++俯視圖

（1）橫梁平衡

（2）使A帶正電，之后取一與A、B完全相同的帶正電的球C，當(dāng)C靠近A時(shí)，靜電力使銀絲有一個(gè)扭轉(zhuǎn)角，力越大扭轉(zhuǎn)角度越大。

（3）改變A、C的距離看扭轉(zhuǎn)程度得：

（4）改變A、C的電量看扭轉(zhuǎn)程度得：結(jié)論：二、庫侖的實(shí)驗(yàn)：2、原理：FABC++俯視圖（1）橫梁平衡（2）使A帶正9三、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2、表達(dá)式：3、適用條件：（1）真空中（2）點(diǎn)電荷其中k為靜電力常量，k=9.0×109N·m2/C2靜電力或庫侖力三、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用104、點(diǎn)電荷

點(diǎn)電荷是物理學(xué)上的理想化模型，實(shí)際并不存在。

當(dāng)帶電體之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)，這樣的帶電體就可以看成帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷。

特別提醒：（1）一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷，是相對(duì)具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀來確定；（2）從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí)，完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。三、庫侖定律4、點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷是物理學(xué)上的理想化模型，實(shí)際并不11思考：當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離趨向零時(shí)，其庫侖力也趨向無窮大嗎？錯(cuò)。當(dāng)r→0時(shí)，公式不再適用5、靜電力的確定方法（1）大小計(jì)算：不代電性的正、負(fù)號(hào)，只代絕對(duì)值即可。（2）方向判斷：利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來判斷。三、庫侖定律思考：當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離趨向零時(shí)，其庫侖力也趨向無窮大嗎？錯(cuò)126、兩帶電球體間的庫侖力的求解（1）兩規(guī)則的均勻帶電球體，相距較遠(yuǎn)時(shí)，可以看成點(diǎn)電荷，也適用于庫侖定律，二者間的距離就是球心間的距離。（2）兩規(guī)則的均勻帶電球體，相距較近時(shí)，不能看成點(diǎn)電荷，此時(shí)電荷量的分布會(huì)發(fā)生變化，帶同種電荷時(shí),由于排斥而距離變大，F(xiàn)＜kq1q2/r2；帶異種電荷時(shí),由于吸引而距離變小，F(xiàn)＞kq1q2/r2三、庫侖定律6、兩帶電球體間的庫侖力的求解三、庫侖定律13學(xué)以致用1、氫原子核（即質(zhì)子）的質(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg,在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫核與其核外電子之間的庫侖力和萬有引力。

解:

按庫侖定律計(jì)算,電子和質(zhì)子之間的靜電力為學(xué)以致用1、氫原子核（即質(zhì)子）的質(zhì)量是1.67×14學(xué)以致用應(yīng)用萬有引力定律,電子和質(zhì)子之間的萬有引力為由此得靜電力與萬有引力的比值為學(xué)以致用應(yīng)用萬有引力定律,電子和質(zhì)子之間的萬有引力為由此得15相同處：大小與距離平方成反比。相異處：1、庫侖力的來源為電荷，萬有引力的來源為質(zhì)量。2、庫侖力有吸引力與排斥力，萬有引力只有吸引力。電子與質(zhì)子間的萬有引力比其庫侖力小得多.

因此研究微觀粒子間的相互作用時(shí)，經(jīng)常把萬有引力忽略不計(jì)。

庫侖力與萬有引力的比較相同處：大小與距離平方成反比。庫侖力與萬有引力的比較16學(xué)以致用2.有兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為L(zhǎng)(L=4r),它們帶同種電荷時(shí)靜電力為F,帶異種電荷時(shí)靜電力為f（設(shè)每次各球帶電量絕對(duì)值相同）()

A.B.

C.D.L=4rC、D++++++---+++學(xué)以致用2.有兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為L(zhǎng)(17四、庫侖力的矢量疊加F2q0q2r02q1r01F1F庫侖力的矢量疊加原理：實(shí)驗(yàn)證明：兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此兩個(gè)或兩個(gè)以上點(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)電荷的作用力的矢量和。四、庫侖力的矢量疊加F2q0q2r02q1r01F1F庫侖力18

3.真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是+2×10-6c,求它們所受的庫侖力。F1=F2=K=N=0.144N根據(jù)平行四邊形定則，合力是:q1q2q3F2F1F合力的方向沿q1與q2連線的垂直平分線向外.30°解：q3共受F1和F2兩個(gè)力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離r都相同,所以3.真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三191.關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是：（）A．庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積最小的帶電體；B．根據(jù)F=kq1q2/r2，當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)，庫侖力將趨向無窮大；C．帶電量分別為Q和3Q的點(diǎn)電荷A、B相互作用時(shí)，B受到的靜電力是A受到的靜電力的3倍；D．庫侖定律的適用條件是：真空和點(diǎn)電荷。練習(xí)D1.關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是：（）練習(xí)D20練習(xí)2.三個(gè)相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和b帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，a、b之間的靜電力為F。現(xiàn)將c球分別與a、b接觸后拿開，則a、b之間的靜電力將變?yōu)椋ǎ?/p>

A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8C練習(xí)2.三個(gè)相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和21練習(xí)3.A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，A帶有9Q的正電荷，B帶有4Q的正電荷．如果A和B固定，應(yīng)如何放置第三個(gè)點(diǎn)電荷q，才能使此電荷處于平衡狀態(tài)？++AB9Q4Q-QC思考：若B帶4Q的負(fù)電荷，第三個(gè)點(diǎn)電荷又該如何放置練習(xí)3.A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，A帶有9Q的正電荷，B22θOBAGFTF'xL4.如圖所示,將一帶電小球A用絕緣棒固定在水平地面上,在它正上方有一懸點(diǎn)O,通過絕緣絲線懸掛一個(gè)與A帶同種電荷的小球B,懸線與豎直方向成某一角度θ,由于絕緣性能不好,A球緩慢漏電,張角變小,則A、B間庫侖力F,絲線上張力T的大小變化情況是：A．F變大B．F變小C．T變大D．T不變問:當(dāng)A、B間距離減小一半時(shí),A球的電荷量變?yōu)樵瓉矶嗌俦?H力電綜合θOBAGFTF'xL4.如圖所示,將一帶電小球A用絕緣棒固23第二節(jié)庫侖定律第二節(jié)庫侖定律242.電荷守恒定律1.電荷種類及起電方法1.摩擦起電

2.接觸起電

3.感應(yīng)起電復(fù)習(xí)回顧3.元電荷4.電荷中和與電荷均分在一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。2.電荷守恒定律1.電荷種類及起電方法1.摩擦起電2.接25庫侖定律§1-2同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引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？庫侖定律§1-2同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引既然26一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：１、實(shí)驗(yàn)裝置：如圖+Ｏ２、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

（1）小球帶電量不變時(shí)，距離帶電物體越遠(yuǎn)，絲綢偏離豎直方向的角度越小。（2）小球處于同一位置時(shí)，小球所帶電荷量越大，絲線偏離豎直方向的角度越大。一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：１、實(shí)驗(yàn)裝置：如圖+27結(jié)論1：物體電荷量越大，物體受到的庫侖力就越大。改變電量一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：結(jié)論1：物體電荷量越大，物體受到的庫侖力就越大。改變電量一、28結(jié)論2：物體距離越近，物體受到的庫侖力就越大。改變距離一、探究影響電荷間的相互作用力的因素：結(jié)論2：物體距離越近，物體受到的庫侖力就越大。改變距離一、探29電荷間作用力的影響因素（1）與電量的關(guān)系：F隨Q的增大而增大

以上我們只是定性的研究，真正定量的研究是由法國學(xué)者庫侖完成的。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論（2）與距離的關(guān)系：F隨r的增大而減小說明：電荷間作用力的影響因素（1）與電量的關(guān)系：F隨Q的增大30細(xì)銀絲平衡小球帶電小球帶電小球平面鏡偉大之處：兩次放大微小力1、裝置：庫侖扭秤二、庫侖的實(shí)驗(yàn)：細(xì)銀絲平衡小球帶電小球帶電小球平面鏡偉大之處：1、裝置：庫侖312、原理：FABC++俯視圖

（1）橫梁平衡

（2）使A帶正電，之后取一與A、B完全相同的帶正電的球C，當(dāng)C靠近A時(shí)，靜電力使銀絲有一個(gè)扭轉(zhuǎn)角，力越大扭轉(zhuǎn)角度越大。

（3）改變A、C的距離看扭轉(zhuǎn)程度得：

（4）改變A、C的電量看扭轉(zhuǎn)程度得：結(jié)論：二、庫侖的實(shí)驗(yàn)：2、原理：FABC++俯視圖（1）橫梁平衡（2）使A帶正32三、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2、表達(dá)式：3、適用條件：（1）真空中（2）點(diǎn)電荷其中k為靜電力常量，k=9.0×109N·m2/C2靜電力或庫侖力三、庫侖定律1、內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間相互作用334、點(diǎn)電荷

點(diǎn)電荷是物理學(xué)上的理想化模型，實(shí)際并不存在。

當(dāng)帶電體之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)，這樣的帶電體就可以看成帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷。

特別提醒：（1）一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷，是相對(duì)具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀來確定；（2）從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí)，完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。三、庫侖定律4、點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷是物理學(xué)上的理想化模型，實(shí)際并不34思考：當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離趨向零時(shí)，其庫侖力也趨向無窮大嗎？錯(cuò)。當(dāng)r→0時(shí)，公式不再適用5、靜電力的確定方法（1）大小計(jì)算：不代電性的正、負(fù)號(hào)，只代絕對(duì)值即可。（2）方向判斷：利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來判斷。三、庫侖定律思考：當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離趨向零時(shí)，其庫侖力也趨向無窮大嗎？錯(cuò)356、兩帶電球體間的庫侖力的求解（1）兩規(guī)則的均勻帶電球體，相距較遠(yuǎn)時(shí)，可以看成點(diǎn)電荷，也適用于庫侖定律，二者間的距離就是球心間的距離。（2）兩規(guī)則的均勻帶電球體，相距較近時(shí)，不能看成點(diǎn)電荷，此時(shí)電荷量的分布會(huì)發(fā)生變化，帶同種電荷時(shí),由于排斥而距離變大，F(xiàn)＜kq1q2/r2；帶異種電荷時(shí),由于吸引而距離變小，F(xiàn)＞kq1q2/r2三、庫侖定律6、兩帶電球體間的庫侖力的求解三、庫侖定律36學(xué)以致用1、氫原子核（即質(zhì)子）的質(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg,在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫核與其核外電子之間的庫侖力和萬有引力。

解:

按庫侖定律計(jì)算,電子和質(zhì)子之間的靜電力為學(xué)以致用1、氫原子核（即質(zhì)子）的質(zhì)量是1.67×37學(xué)以致用應(yīng)用萬有引力定律,電子和質(zhì)子之間的萬有引力為由此得靜電力與萬有引力的比值為學(xué)以致用應(yīng)用萬有引力定律,電子和質(zhì)子之間的萬有引力為由此得38相同處：大小與距離平方成反比。相異處：1、庫侖力的來源為電荷，萬有引力的來源為質(zhì)量。2、庫侖力有吸引力與排斥力，萬有引力只有吸引力。電子與質(zhì)子間的萬有引力比其庫侖力小得多.

因此研究微觀粒子間的相互作用時(shí)，經(jīng)常把萬有引力忽略不計(jì)。

庫侖力與萬有引力的比較相同處：大小與距離平方成反比。庫侖力與萬有引力的比較39學(xué)以致用2.有兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為L(zhǎng)(L=4r),它們帶同種電荷時(shí)靜電力為F,帶異種電荷時(shí)靜電力為f（設(shè)每次各球帶電量絕對(duì)值相同）()

A.B.

C.D.L=4rC、D++++++---+++學(xué)以致用2.有兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為L(zhǎng)(40四、庫侖力的矢量疊加F2q0q2r02q1r01F1F庫侖力的矢量疊加原理：實(shí)驗(yàn)證明：兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此兩個(gè)或兩個(gè)以上點(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)電荷的作用力的矢量和。四、庫侖力的矢量疊加F2q0q2r02q1r01F1F庫侖力41

3.真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是+2×10-6c,求它們所受的庫侖力。F1=F2=K=N=0.144N根據(jù)平行四邊形定則，合力是:q1q2q3F2F1F合力的方向沿q1與q2連線的垂直平分線向外.30°解：q3共受F1和F2兩個(gè)力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離r都相同,所以3.真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三421.關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是：（）A．庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積最小的帶電體；B．根據(jù)F=k