库仑定律公开课课件.ppt

1、库仑定律公开课1 1、自然界中存在着两种电荷，、自然界中存在着两种电荷， 即：即： 与与 。正电荷正电荷负电荷负电荷2 2、同种电荷相互、同种电荷相互 、 异种电荷相互异种电荷相互 。排斥排斥吸引吸引3 3、起电方法：、起电方法： 起电、起电、 起电、起电、 起电起电 摩擦摩擦感应感应接触接触相同带电体接触，电量均相同带电体接触，电量均分分 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷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与哪些因素有关呢之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢?A A A是一个带正电的物体。把是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系

2、在球分别系在P P1 1、P P2 2、P P3 3位置，位置，比较比较相同的相同的小球在不同位置所小球在不同位置所受带电体的作用力的大小受带电体的作用力的大小思考思考1：这个力的大小通过什么可以比较出来？：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考思考2：你认为这个力大小会与哪些因素有关？：你认为这个力大小会与哪些因素有关？思考思考3：多个因素影响的时候，我们一般会采用：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？什么方法进行研究？一、探究影响电荷间相互作用力的因素一、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早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的了电荷间相互作用的定

3、性定性规律规律, ,定量定量讨论电荷间相互作用则是讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。两千年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验库仑做了大量实验, ,于于17851785年年得出了库仑定律。得出了库仑定律。实验实验定性定性表明：电荷间的表明：电荷间的作用力作用力(F)随着随着电荷量电荷量(q)的的增大增大而而增大增大，(F q、q2、q3 ,)随着随着距离距离(r)的的增大增大而而减小减小(F 1/r、1/r2、1/r3 )aa二、库仑的实验二、库仑的实验1、实验装置：、实验装置：库仑扭秤库仑扭秤2、器材组成：、器材组成：细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B3

4、3、实验原理：、实验原理：A A和和C C之间的作用之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系的大小有一定的对应关系想一想：想一想：B B球的作用是什么呢？球的作用是什么呢？使使A A球在水平面内平衡球在水平面内平衡4 4、实验方法、实验方法：控制变量法控制变量法5 5、实验步骤：、实验步骤：探究探究F F与与r r的关系的关系（1 1）把另一个带电小球）把另一个带电小球C C插入容器并使它靠插入容器并使它靠近近A A时，记录时，记录扭转的角度扭转的角度可以可以比较力的大小比较力的大小（2)2)改变改变A A和和C C之间的之间的距离距离r r，记

5、录记录每次每次悬丝悬丝扭转的角度扭转的角度，便可找出，便可找出F F与与r r的关系的关系探究探究F F与与q q的关系的关系改变改变A A和和C C的电量的电量q q1 1、q q2 2，记录每次悬，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出丝扭转的角度，便可找出F F与与q q1 1、q q2 2的的关系关系在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没体带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变有，又怎么样做到改变A A和和C C的电荷量呢？的电荷量呢？1 1、内容、内容：真空真空中两个中两个静止静止的的点电荷点电荷的相互的

6、相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在方向在它们的它们的连线上。连线上。2 2、表达式：、表达式：122q qFkr其中：其中：k k叫静电力常量，叫静电力常量，k=9.0k=9.010109 9NmNm2 2/C/C2 2三、库仑定律三、库仑定律注意注意: :1 1）计算时）计算时q q1 1,q,q2 2只代入大小只代入大小,+,-,+,-号不要代入号不要代入 （2 2）只能计算力的大小只能计算力的大小, ,方向在连线上，还需通过方向在连线上，还需通过同种电荷排斥，异种电荷吸

7、引来确定同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定与万有引力表达式与万有引力表达式有什么相似之处？有什么相似之处？当电量不变时，当电量不变时，F F与与r r平方成平方成反比反比F1/rF1/r2 2当距离不变时，当距离不变时，F F与电荷乘积成与电荷乘积成正比正比 Fq1q2 实验结论：实验结论：库仑定律库仑定律3 3、实用范围：、实用范围：真空、静止、点电荷真空、静止、点电荷（1 1）什么样的情况下，可以将物体看成质点？）什么样的情况下，可以将物体看成质点？通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况下可通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况下可以将带点体看成是点电荷呢？以将带点体看成是点电荷呢？（2

8、 2）质点实际存在吗？）质点实际存在吗？（1）点电荷：点电荷：当带电体间的距离比它们自身当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小的大小大得多，以至带电体的形状、大小 、分、分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成的带电体就可以看成点电荷点电荷（2）点电荷：点电荷：是一种是一种理想化的模型理想化的模型4、点电荷、点电荷一个定律：一个定律：库仑定律库仑定律一个模型：一个模型：理想化模型理想化模型( (点电荷点电荷) )一个公式：一个公式：122q qFkr一种物理实验方法：一种物理实验方法：控制变量法控制变量法一种物

9、理研究进程一种物理研究进程：定性研究定性研究定量研究定量研究 1 1、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：( )( )A A、点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是、点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是 不存在的不存在的B B、点电荷就是体积和带电量都很小的带电体、点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C C、根据、根据 可知，当可知，当r r 0 0 时时,F ,F D D、一个带电体能否看成点电荷，不是看它的、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究的问题的影响是否可以忽略不计AD12

10、2q qFkr解：氢原子核与电子之间的库仑力解：氢原子核与电子之间的库仑力F F电电为：为：2.2.氢原子中氢原子中, ,原子核只有原子核只有1 1个质子个质子, ,质量为质量为1.67 10-27kg，核外只有核外只有1 1个电子个电子, ,其其质量为质量为9.110-31kg, ,它们之间的距它们之间的距离离r r =5.3 =5.31010-11-11 m m。求氢原子核与电子之间的库仑力。求氢原子核与电子之间的库仑力F F电电及它们之间的万有引力及它们之间的万有引力F F引引 ？ 221rqqkF 电电氢原子核与电子之间的万有引力氢原子核与电子之间的万有引力F F引引为：为：221rm

11、mGF 引引 小结：小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力把万有引力忽忽略。略。N.N.821121991028103510611009）（）（N.211273111103510671101910676）（N.471063391032 .FF引库3.在真空中在真空中, ,一个电荷量为一个电荷量为 2.0 2.0101099 C C 的点电的点电荷荷q q , ,受到另一个点电荷受到另一个点电荷Q的吸引力为的吸引力为8.18.11010-3-3 N, N, q q与与Q间

12、的距离为间的距离为0.1m,m,求求Q的电荷量？的电荷量？qkrFQ2 C100 . 2100 . 91 . 0101 . 89923 C.-610544.4.真空中有三个点电荷真空中有三个点电荷, ,它们它们固定在边长为固定在边长为50cm 50cm 的等边的等边三角形的三个顶点上三角形的三个顶点上, ,每个点每个点电荷都是电荷都是 , ,求它们的库仑力？求它们的库仑力？6210C q1q3q25.如图如图, ,质量均为质量均为m m的三个带点球的三个带点球A A、B B、C C放置在光放置在光滑绝缘的水平直槽上，滑绝缘的水平直槽上，A A与与B B间和间和B B与与C C间距离均为间距离均

13、为L,AL,A球带点量为球带点量为Q QA A=8q,B=8q,B球带电量为球带电量为Q QB B=q,=q,若小球若小球C C上加一水平向右的恒力上加一水平向右的恒力F,F,恰好使恰好使A A、B B、C C三小球保三小球保持相对静止，求：持相对静止，求：（1 1）外力）外力F F的大小的大小（2 2）C C球所带电荷量球所带电荷量Q QC C 三个带电量分别为三个带电量分别为q1、q2、q3的小球的小球摆放在同一条直线上，三者都处于受力摆放在同一条直线上，三者都处于受力平衡状态，则摆放有何规律？平衡状态，则摆放有何规律？变式：变式： “两两同夹同夹一一异异，两，两大夹大夹一一小小，近小远大，近小远大”6.6.一个挂在绝缘丝线下端的带电的小球一个挂在绝缘丝线下端的带电的小球B B，静止，静止在图示位置。若固定的带正电的小球在图示位置。若固定的带正电的小球A A电量为电量为Q Q，B B球的质量为球的质量为m m，带电量为，带电量为q q，=45=45，A A和和B B在同在同一水平线上，整个装置处于真空中，一水平线上，整个装置处于真空中，A A、B B球均可球均可视为点电荷，求：视为点电荷，求：（1 1）B B球带何种电？球带何种电？（2 2）A A、B B两球之间的距离为多少两球之间的距离为多少? ?