庫(kù)侖定律高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修三

第2節(jié)庫(kù)侖定律第9章電荷之間的作用力01庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)02目錄CONTENTS靜電力計(jì)算03新課引入思考：1.小球A與小球C間的作用力會(huì)隨距離的不同怎樣改變呢？2.在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會(huì)怎樣變化？3.電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？電荷之間的作用力：（1）隨距離的增大而減少；（2）隨電荷量的增大而增大。新課引入

電荷之間的作用力會(huì)不會(huì)與萬(wàn)有引力具有相似的形式呢？也就是說(shuō)，電荷之間的相互作用力，會(huì)不會(huì)與它們電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比？一、電荷之間的作用力一、電荷之間的作用力

卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的力。定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵?。他設(shè)計(jì)了一個(gè)十分精妙的實(shí)驗(yàn)（扭秤實(shí)驗(yàn)），對(duì)電荷之間的作用力開(kāi)展研究。庫(kù)侖做了大量實(shí)驗(yàn)，于1785年得出了庫(kù)侖定律。庫(kù)侖一、電荷之間的作用力1.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，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，作用力的方向在它們的連線上。

電荷之間的這種相互作用力叫做靜電力或庫(kù)侖力二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)國(guó)際單位制中，電荷量單位是庫(kù)倫（C）、力的單位是牛頓（N）距離單位是米（m）K值由實(shí)驗(yàn)測(cè)定靜電力常量（2）表達(dá)式：（3）適用條件：①真空②靜止點(diǎn)電荷二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)（4）相互作用力的方向

：在它們的連線上（如圖）。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引注意：①計(jì)算時(shí)只代電荷量的絕對(duì)值；②需通過(guò)同種電荷相斥、異種電荷相吸來(lái)判斷庫(kù)侖力的方向。一、電荷之間的作用力當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大的多，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，帶電體可視為點(diǎn)電荷。2.點(diǎn)電荷（1）理想化的模型，實(shí)際上是不存在的。

（2）均勻帶電的球體,由于球所具有對(duì)稱性,即使它們之間的距離不是很大,一般也可以當(dāng)作點(diǎn)電荷來(lái)處理---電荷集中在球心的點(diǎn)電荷。二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)平衡小球B細(xì)銀絲帶電小球C帶電小球A刻度盤(pán)與指針器材組成二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)①裝置如圖：細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)小球A，另一端通過(guò)物體B使絕緣棒平衡，懸絲處于自然狀態(tài)。②把另一個(gè)帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而使A與C帶同種電荷。③將C和A分開(kāi)，再使C靠近A，A和C之間的作用力使A遠(yuǎn)離。扭轉(zhuǎn)懸絲，使A回到初始位置并靜止，通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。④保持A、C的電量不變，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，就可以找到力F與距離r的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）探究F與r的關(guān)系二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)①使一個(gè)帶電金屬小球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會(huì)分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為······

②保持A、C的距離不變，通過(guò)上述方法改變A、C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出F與q1、q2的關(guān)系。（2）探究F與q的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟：二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)1、當(dāng)電量不變時(shí)，F(xiàn)與距離r的二次方成反比F∝1/r22、當(dāng)之間距離不變時(shí)，F(xiàn)與、的乘積成正比結(jié)論：二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)三、靜電力計(jì)算三、靜電力計(jì)算1.庫(kù)侖力是一種性質(zhì)力，與重力、彈力、摩擦力地位等同。2.對(duì)帶電體的受力分析，一定不要忘記畫(huà)庫(kù)侖力。3.庫(kù)侖力的合成與分解遵循平行四邊形定則。4.庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律，一對(duì)庫(kù)侖力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。靜電力的理解三、靜電力計(jì)算例1、已知?dú)浜说馁|(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。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力微觀粒子間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力，所以在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，萬(wàn)有引力忽略不計(jì)。解：氫核與電子所帶的電荷量都是1.6×10-19c三、靜電力計(jì)算同一直線上三個(gè)點(diǎn)電荷平衡問(wèn)題

例2、如圖所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩點(diǎn)電荷A、B，相距L，在何處放置點(diǎn)電荷C，才能使C處于平衡狀態(tài)？同一直線上三個(gè)點(diǎn)電荷平衡的規(guī)律:三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大。三、靜電力計(jì)算例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)電荷都是+2×10-6c,求：Q3所受的庫(kù)侖力。Q2Q1Q3解：受力分析，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F1F2F根據(jù)平行四邊形法則：合力的方向沿Q1、Q2的連線的垂直平分線向外30。課堂小結(jié)電荷庫(kù)侖定律理想

模型點(diǎn)電荷表達(dá)式k為靜電力常量大小方向判斷

扭秤實(shí)驗(yàn)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，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。內(nèi)容真空中、靜止的、點(diǎn)電荷條件課堂練習(xí)1.關(guān)于庫(kù)侖定律，下列說(shuō)法正確的是（）A．庫(kù)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)，當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)庫(kù)侖力將趨向無(wú)窮大C．帶電荷量分別為3Q和Q的點(diǎn)電荷A、B相互作用時(shí)，A受到的靜電力是B受到的靜電力的3倍D．庫(kù)侖定律的適用條件是：在真空中靜止的點(diǎn)電荷【正確答案】D課堂練習(xí)2.如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛的兩個(gè)帶電小球A、B（可視為點(diǎn)電荷）處于靜止?fàn)顟B(tài)