庫(kù)侖定律-課件

第一章

靜電場(chǎng)的描述第2節(jié)

庫(kù)侖定律01點(diǎn)電荷帶電體有時(shí)可以看做點(diǎn)電荷物體有時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)就像1.帶電體本身的大小比它到其他帶電體的距離小得多，那么在研究它與其他帶電體間的相互作用時(shí)，可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況，把它抽象成一個(gè)點(diǎn)，這帶電的幾何點(diǎn)稱為點(diǎn)電荷。2.理想化的模型，實(shí)際上是不存在的。3.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。兩個(gè)帶電體之間存在相互作用力，這種相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)呢？如圖所示，用摩擦起電的方法分別讓球形導(dǎo)體A和通草球B帶同種電荷，并使球形導(dǎo)體A與通草球B處在同一水平面上.（1）不斷給A增加電量，觀察擺線偏角的變化.（2）保持A和B上的電量不變，改變A與B之間的水平距離，觀察擺線偏角的變化.02影響靜電力的因素（1）當(dāng)球形導(dǎo)體A電量增加時(shí)，擺線偏角增大，說(shuō)明靜電力隨帶電體電量增加而增大；（2）當(dāng)球形導(dǎo)體A和通草球B的電量不變，改變A和B之間的水平距離，發(fā)現(xiàn)距離越近，擺線偏角越大，說(shuō)明靜電力越大.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

電荷之間的作用力與萬(wàn)有引力是否具有相似的形式呢？是否也滿足“平方反比”的規(guī)律呢？最終解決這一問(wèn)題的是法國(guó)科學(xué)家?guī)靵?。?）距離保持不變，電荷量增大，作用力F增大。（2）電荷量保持不變，距離增大，作用力減小。定性探究03庫(kù)侖定律庫(kù)侖庫(kù)侖：定量研究實(shí)驗(yàn)——扭秤實(shí)驗(yàn)（P12）

【觀察與思考】如圖所示，在干燥的環(huán)境中，高精度電子秤上有兩塊金屬圓片A、B固定在兩個(gè)輕質(zhì)絕緣支架上，下支架放在電子秤檢測(cè)臺(tái)面上，上支架等距貼上紅色紙圈，再穿過(guò)固定支架的小孔。（1）下支架放在電子秤檢測(cè)臺(tái)面上，將電子秤的示數(shù)歸零。（2）將A、B兩塊金屬圓片正對(duì)距離調(diào)為d，然后用起電機(jī)讓兩塊金屬圓片帶上相同的電量（設(shè)為q），通過(guò)讀出電子秤的示數(shù)經(jīng)過(guò)單位換算便可得到B對(duì)A的靜電力的大小。借助電子秤探究庫(kù)侖力

實(shí)驗(yàn)一：保持電量不變，把A、B兩塊金屬圓片的距離定量增大，通過(guò)讀取電子秤示數(shù)，經(jīng)過(guò)單位換算便可得到B對(duì)A的靜電力的大小；探究變量距離

結(jié)論：在保持兩個(gè)帶電體的電量不變時(shí)，

實(shí)驗(yàn)二：保持A、B兩塊金屬圓片的距離為d，逐次用另一相同且不帶電的金屬圓片C與A接觸，使A的電量依次減半，通過(guò)讀取電子秤的示數(shù)，經(jīng)過(guò)單位換算便可得到B每次對(duì)A的靜電力的大??；靜電力電量

結(jié)論：在保持兩個(gè)帶電體之間的距離不變時(shí)，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

（2）表達(dá)式：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（3）適用條件：①真空②靜止點(diǎn)電荷（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?！居懻撆c交流】相隔一定距離的兩個(gè)帶電金屬球，因體積偏大而不能被視為點(diǎn)電荷，如果用兩個(gè)金屬球的球心間距離來(lái)計(jì)算庫(kù)侖力，計(jì)算結(jié)果比真實(shí)值偏大、偏小還是相等？為什么？

04靜電力的計(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。1.對(duì)靜電力（庫(kù)侖力）的理解：例題：氫原子由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成，根據(jù)經(jīng)典模型，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r=5.3×10-11m.已知質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量me=9.11×10-31kg，萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2.（1）求電子受到質(zhì)子的靜電力和萬(wàn)有引力的大小.解：（1）由庫(kù)侖定律，得兩粒子間的靜電力的大小為由萬(wàn)有引力定律，得兩粒子間的萬(wàn)有引力的大小為（2）庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式有哪些相似之處？例題：氫原子由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成，根據(jù)經(jīng)典模型，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r=5.3×10-11m.已知質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量me=9.11×10-31kg，萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2.靜電力和萬(wàn)有引力的計(jì)算公式在形式上具有高度相似性.它們都適用于可以視為“點(diǎn)”的物體，即質(zhì)點(diǎn)或點(diǎn)電荷；它們都包含一個(gè)常量：靜電力常量k或萬(wàn)有引力常量G；都包含兩個(gè)物質(zhì)的參量：電量或質(zhì)量；都表現(xiàn)為與距離的二次方成反比關(guān)系；計(jì)算結(jié)果單位都一致等.（3）在研究微觀物質(zhì)的相互作用力時(shí)，在庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律中，哪一種力可以被忽略呢？請(qǐng)說(shuō)明理由.例題：氫原子由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成，根據(jù)經(jīng)典模型，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r=5.3×10-11m.已知質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量me=9.11×10-31kg，萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2.由（1）的計(jì)算結(jié)果，可得靜電力與萬(wàn)有引力的大小之比為根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可知?dú)湓又须娮优c質(zhì)子的靜電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力.因此，在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，萬(wàn)有引力通?？梢院雎?萬(wàn)有引力定律庫(kù)侖定律不同點(diǎn)只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯都是場(chǎng)力萬(wàn)有引力場(chǎng)電場(chǎng)公式條件兩質(zhì)點(diǎn)之間兩點(diǎn)電荷之間庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律2.靜電力的疊加庫(kù)侖定律描述的是兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力。如果存在兩個(gè)以上點(diǎn)電荷，那么要對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力進(jìn)行的矢量求和?！纠}2】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,求它們所受的庫(kù)侖力。F1F2F3q1q2q3+++分析根據(jù)題意作圖（如右圖）。每個(gè)點(diǎn)電荷受到其他兩個(gè)點(diǎn)電荷的斥力，因此，只要求出一個(gè)點(diǎn)電荷（例如q3）所受的力即可。

拓展：三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問(wèn)題CAB問(wèn)題1：三球平衡，C球帶正電還是負(fù)電？CABCAB若C帶正電，A、B不能平衡兩側(cè)是同種電荷，中間是異種電荷結(jié)論1：兩同夾異問(wèn)題2：A和B、C電荷量的大小關(guān)系？CABr1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB兩側(cè)電荷量大，中間電荷量小結(jié)論2：兩大夾小CABr1r2qcqAqB問(wèn)題3：r1、r2與B、C的電量關(guān)系？FCAFBAA中間電荷靠近兩側(cè)電荷量較小的那個(gè)結(jié)論3：近小遠(yuǎn)大三個(gè)自由電荷平衡的規(guī)律:三點(diǎn)共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠(yuǎn)大。1.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法正確的是()A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí)，可將這兩個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷D.一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷C2.光滑絕緣的水平地面上有相距為L(zhǎng)的點(diǎn)電荷A、B，帶電量分別為－4Q和+Q，今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電量和放置的位置是（）

A－Q，在A左側(cè)距A為L(zhǎng)處B－2Q，在A左側(cè)距A為L(zhǎng)/2處C－4Q，在B右側(cè)距B為L(zhǎng)處

D

+2Q，在A右側(cè)距A為3L/2處C3.如圖,把一電荷量為Q=-5×10-8C的小球A用絕緣細(xì)繩懸起,若將電荷量為q=+4×10-6C