高中物理人教版选修3-1-1.2-库仑定律-课件(共27页).ppt

1、新课标高中物理选修新课标高中物理选修31第一章第一章 静电场静电场2 库仑定律库仑定律v1.1.明确点电荷是个理想模型，知道带电体简明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件，感悟理想模型化为点电荷的条件，感悟理想模型. .v2 2理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定律的适用条件律的适用条件. .v3 3运用库仑定律并结合力学规律求解有关问运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题题. .v4 4通过静电力与万有引力的对比，体会自然通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性规律的多样性和统一性. .课标定位课标定位既然电荷之间存在相互作用

2、，那么电荷之间既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢相互作用力的大小决定于那些因素呢同种电荷相互排斥、同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引。使得使得r r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越大，物体受到的作用力就越大。大，物体受到的作用力就越大。距离相同，带电小球偏转角不同 ,可见其受力大小不同。+Q+2q+q+Q探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素带电量相同，带电小球偏转角不同 ,可见其受力大小不同。+Q+q使得使得q q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远，不变：科学家们通

3、过实验验证当物体距离越远，物体受到的作用力就越小。物体受到的作用力就越小。探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了库年得出了库仑定律仑定律.影响两点电荷间作用力的因素：距离和电荷量 实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因

4、素库仑库仑库仑扭秤库仑的实验 库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球棒的一端是一个带电的金属小球A，另，另一端有一个不带电的球与一端有一个不带电的球与A球的重力平球的重力平衡。当把另一个带电的小球衡。当把另一个带电的小球C插入容器插入容器并使它靠近并使它靠近A时，时，A和和C之间的作用力之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。以比较力的大小。1、保持、保持A、C两球的带电量不变，改变两球的带电量不变，改变A、C之间的距离之

5、间的距离r，记录每次悬丝扭转，记录每次悬丝扭转的角度的角度,便可以找到力便可以找到力F与距离与距离r的关系。的关系。2、保持保持A、C两球之间的距离两球之间的距离r不变，不变，改变改变A、C的带电量的带电量q1和和q2，记录每次，记录每次悬丝扭转的角度悬丝扭转的角度,便可以找到力便可以找到力F与与q1和和q2的关系。的关系。1.F1.F与与r r有关有关 2.F与与q有关有关 库仑的实验研究方法：研究方法：控制变量法控制变量法. .结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离，从实验结果中库仑得出静电力与距离的

6、平方成反比，即的平方成反比，即 F1/r2结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即乘积成正比，即 F q1q2库仑扭秤实验库仑扭秤实验 FF 1 1r r2 2 FF q q1 1q q2 2F=F=k kq q1 1q q2 2r r2 2k-k-静电力常量静电力常量且且k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 217851785年年, ,库仑用他自库仑用他自己发明的扭秤己发明的扭秤, ,从实从实验得到静电力的平验得到静电力的平方反比定律

7、。方反比定律。库仑的实验点电荷点电荷 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个些问题的讨论而引进的一个理想化的模型理想化的模型。在研究带电体间在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的大的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小以致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相小以致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，并称它为点电荷。并称它为点电荷。但点电荷本身的线度不

8、一定很小，它所带但点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点质点”类类似。似。 （点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型）（点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型）库仑定库仑定律律221rqqkF 229/100 . 9CmNk库仑定库仑定律律NNrqqkF929221100 . 9111100 . 939103 . 2引库FF库仑定库仑定律律库仑定律的理解适用条件：适用于真空中 点电荷真空中的电荷若不是点电荷，如图所示同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示均匀

9、带电绝缘球体间静电力：221rqqkF r球心间距离典型例题例1、关于点电荷的下列说法中正确的是：A . .真正的点电荷是不存在的B . .点电荷是一种理想模型C . .足够小的电荷就是点电荷D . .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案：A、B、D 从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力. 库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们的这种相似性,物理学家还在继续研究.典型例题例2、例2、图1.2-3典型例题233

10、dqqkF222dqqkFxFFx4典型例题221)3(.RqqkFA221)3(.RqqkFB221)3(.RqqkFC无法确定.DDOABCkqmgRQx231l2l1q2q3q三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。(2)规律：规律：“三点共线三点共线”三个点电荷分布在同一直线上；三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异两同夹异”正负电荷相互间隔；正负电荷相互间隔；“两大夹小两大夹小”中间电荷的电荷量最小；中间电荷的电荷量最小；“近小远大近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。中间电荷靠近电荷量较小的电荷。补充补充作业问题与练习问题与练习1、3、