高中物理选修3-1教学课件12库仑定律-.ppt

1、1.2 库仑定律1、库仑力（静电力）p静止的电荷间的相互作用静止的电荷间的相互作用 库仑力（静电力）库仑力（静电力）库仑力的大小和什么有关？库仑力的大小和什么有关？探究影响电荷间相互作用的因素p猜想：猜想：p实验装置实验装置p观察现象观察现象p结果分析结果分析改变小球电量和两小球间距离改变小球电量和两小球间距离观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小电荷量间距q1q22、库仑定律p真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它真

2、空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，成反比，p表达式表达式作用力的方向在它们的连线上。作用力的方向在它们的连线上。221rqqkF 3、库仑定律的说明p（1）适用范围：）适用范围：n静止点电荷静止点电荷p点电荷（理想模型）点电荷（理想模型）：当带电体间距离比它当带电体间距离比它们自身的大小大很多，带电体的形状、大小们自身的大小大很多，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们间作用力的影响可忽及电荷分布状况对它们间作用力的影响可忽略不计时，可将其看作有电荷量的点略不计时，可将其看作有电荷量的点(Rr)n

3、均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是两球心间的距离是两球心间的距离n公式不适用于公式不适用于 的情况的情况221rqqkF rRr0r3、库仑定律的说明p（2 2）：比例系数，称为：比例系数，称为静电力常量静电力常量n国际单位：国际单位：n静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量n真空中真空中 （空气中近似相等）（空气中近似相等）n物理意义：两个电荷量为物理意义：两个电荷量为1C1C的点电荷在真空中的点电荷在真空中相距相距1m1m时，相互作用力是时，相互作用力是9.09.010109 9N Nk229100

4、.9cmNk22cmN 221rqqkF 估算一下，这么大的库仑力相当于多重的物体相距一米时的万有引力？G=6.6710-11Nm2/kg21010kg！3、库仑定律的说明p（3）使用库仑定律计算时，点电荷电量用绝对）使用库仑定律计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、异性值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、异性相吸判断方向相吸判断方向p（4）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同时它也具有力的一切性质（方向，同时它也具有力的一切性质（独立性、合独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则，相互作用力成和分解时遵守平行四边形定则，相

5、互作用力）4、库仑扭秤实验p实验装置ABC5、库仑定律与万有引力定律p分析库仑扭秤实验中小球在水平面内受力状况分析库仑扭秤实验中小球在水平面内受力状况p万有引力是否影响扭秤扭转？万有引力是否影响扭秤扭转？例1，P7p已知氢核的质量是已知氢核的质量是1.6710-27kg，电子的质量，电子的质量是是9.110-31kg，在氢原子内它们之间的最短，在氢原子内它们之间的最短距离为距离为5.310-11m。试比较氢原子中氢核与电。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力子之间的库仑力和万有引力 NrqqkF21119199221103.5106.1106.1100.9库N8102.8 NrmmG

6、F211312711221103.5101.91067.1107.6引N47106.339103.2引库FF5、库仑定律与万有引力定律p库仑力和万有引力虽然形式上非常类似，但性质库仑力和万有引力虽然形式上非常类似，但性质不同，数量级也不同。在分析微观粒子的相互作不同，数量级也不同。在分析微观粒子的相互作用力时可忽略万有引力用力时可忽略万有引力n有奖征集有奖征集：n为提高库仑实验的精确度，可采用哪些措施？为提高库仑实验的精确度，可采用哪些措施？练习1p两个半径相同的金属小球其球心间距两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球远远大于球半径半径R，带电荷量之比为，带电荷量之比为1：7，两者相互接

7、触后，两者相互接触后再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的（）nA.4/7nB.3/7nC.9/7nD.16/7C D思维严密，考虑多种情况思维严密，考虑多种情况例2，P8p真空中有三个点电荷，它们固定在边长真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+210-6C，求它们各自所受的库仑力，求它们各自所受的库仑力q1q3q2F1F2F三个点电荷的受力情况都相同，以三个点电荷的受力情况都相同，以q q3 3为例为例q q3 3受到大小相同的库仑力受到大小相同的库仑力F F1

8、 1和和F F2 2NrqkFF144.02221NFF25.030cos21合力方向沿方向沿q q1 1与与q q2 2连线的垂直平分线向外连线的垂直平分线向外练习2p若上题中将点电荷若上题中将点电荷q1和和q2变成一根均匀带电直棒，变成一根均匀带电直棒，带电量为（带电量为（q1+q2），此棒对），此棒对q3的作用力方向如何？的作用力方向如何？p任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的的例3p在一条直线上有两个相距在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷的点电荷A、B，A带电荷量为带电荷量为+Q，B带电荷量为带电荷量为-9Q。现引入第三个。现引入第

9、三个点电荷点电荷C，恰好使三个点电荷仅在静电力作用下，恰好使三个点电荷仅在静电力作用下处于平衡状态。则处于平衡状态。则C应带什么性质的电荷，电荷应带什么性质的电荷，电荷量为多少？量为多少？AB三个点电荷三个点电荷仅在静电力作用下仅在静电力作用下平衡规律平衡规律:三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大例4p光滑绝缘水平面上带电小球光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别为质量分别为m1=2g，m2=1g，它们的电荷量，它们的电荷量q1=q2=10-7C。A球球带正电，带正电，B球带负电。现在水平恒力球带负电。现在水平恒力F1向右作用向右作用于于A球，这时球，这

10、时A、B一起向右运动，且保持距离一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变。试问：不变。试问：F1多大？它们如何运动？多大？它们如何运动？F1AB向右匀加速直线运动,92smaaBANammF2211107.2注意力、电模型的类比、迁移！练习3p两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点O，两小，两小球因带同号电荷而使球球因带同号电荷而使球b悬线竖直地靠在墙上，悬线竖直地靠在墙上，a球被推开一定角度而平衡。今令其失去部分电量，球被推开一定角度而平衡。今令其失去部分电量，结果结果角变小后又重新平衡，则关于悬线对角变小后又重新平衡，则关于悬线对a球的球的拉力大小变化情况为（拉力大小变化情况为（）nA.一定增大一定增大nB.一定减小一定减小nC.一定不变一定不变nD.无法确定无法确定baOC练习4p在竖直放置的半径为在竖直放置的半径为R的光滑半圆形绝缘细管的的光滑半圆形绝缘细管的圆心圆心O处放一点电荷。现将质量为处放一点电荷。现将质量为m、电荷量为、电荷量为+q的小球从半圆的水平直径端点的小球从半圆的水平直径端点A静止释放，小静止释放，小球沿细管滑到最低点球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，时，对管壁恰好无压力，则置于圆心处的点电荷带什么电？电量大小为多则置于圆心处的点电荷带什么电？电量大小为多少？少？OAB