库仑定律上课用

1、1、2 库库 仑仑 定定 律律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 既然电荷之间存在相互作既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？力的大小决定于那些因素呢？1、可能跟电荷电量有关、可能跟电荷电量有关2、可能与两个电荷间的距离有关、可能与两个电荷间的距离有关猜想：猜想：探究探究影响电荷间相互作用力的因素影响电荷间相互作用力的因素演示实验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电荷之间作用力由哪些因素决定呢？电荷之间作用力由哪些因素决定呢？实验表明：实验表明：电荷之间的作用力电荷之间的作用力（1

2、）随电荷量的增大而增大）随电荷量的增大而增大（2）随距离的增大而减少）随距离的增大而减少 一、库仑的实验一、库仑的实验平衡小球平衡小球B细银丝细银丝带电小球带电小球C带电小球带电小球A刻度盘与指针刻度盘与指针库仑实验研究方法：研究方法：1 1、F F与与r r的关系的关系(q(q不变）不变）rF21控制变量法控制变量法2 2、F F与与q q的关系的关系（r r不变）不变）qqF21综合有:221rqqkFqqF21rF21 式中的式中的k是比例系数，叫做是比例系数，叫做静电力常量静电力常量。通过。通过实验测定其值为实验测定其值为:229/100 . 9CmNk221rqqF 1 1、内容、内

3、容：真空中真空中两个两个静止点电荷静止点电荷之间的相互作之间的相互作用力用力, ,与它们的电荷量的与它们的电荷量的乘积成正比乘积成正比, ,与它们的距与它们的距离的离的二次方成反比二次方成反比, ,作用力的方向在它们的连线作用力的方向在它们的连线上上. .3 3、方向、方向：在两点电荷的连线上在两点电荷的连线上,同种电荷相斥同种电荷相斥,异种电异种电 荷相吸荷相吸.4 4、适用条件（、适用条件（1 1）真空（真空（2 2）点电荷）点电荷电荷间相互作用的力电荷间相互作用的力F F叫做叫做静电力静电力或或库仑力库仑力. .二二.库仑定律库仑定律2.大小：122q qFkr K为静电力常量：为静电力

4、常量：K=9.0109Nm2/C25、库仑定律的说明 （1）适用范围：）适用范围：静止点电荷静止点电荷点电荷（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)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公式不适用于公式不适用于 的情况的情况221rqqkF rRr0r3、库伦定律的说明

5、（2 2） ：比例系数，称为：比例系数，称为静电力常量静电力常量国际单位：国际单位：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真空中真空中 （空气中近似相等）（空气中近似相等）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 . 9cmNk22cmN 221rqqkF 5、库伦定律的说明 （3）使用库伦定律计算时，点电荷电量用绝对）使用库伦定律计算时，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，

6、然后根据同性相斥、异性相吸判断方向相吸判断方向 （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，相互作用力）库仑定律与万有引力定律的比较：库仑定律与万有引力定律的比较：定定律律公式公式公式公式适用适用范围范围共同点共同点不同点不同点影响大小影响大小的因素的因素库库仑仑定定律律221rQQkF 与两个物与两个物体质量有体质量有关，只有关，只有引力。引力。都与都与距离的距离的平方成平方成反比。反比。都有都有一个常一

7、个常数。数。万有万有引力引力定律定律2rMmGF 点电点电荷荷质点质点与两个物与两个物体电量有体电量有关，有引关，有引力，也有力，也有斥力。斥力。Q1、Q2、rM、m、r解：质子与电子之间的库仑力解：质子与电子之间的库仑力 F F电电为为221rqqkF 电电N)103 . 5()106 . 1 (100 . 92112199 N102 . 88 例1试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子的质量m1=9.1010-31kg，质子的质量m2=1.6710-27kg电子和质子的电荷量都是1.6010-19C距离是5.310-11m质子与电子之间的万有引力质子与电子之间的万有引力 F F 引

8、引 为为221rmmGF 引引N)103 . 5(1067. 1101 . 91067. 6211273111 N106 . 347 电子和质子的静电子和质子的静电引力远大于它电引力远大于它们间万有引力们间万有引力。研究带电微粒间研究带电微粒间相互作用时，经相互作用时，经常忽略万有引力常忽略万有引力. .库仑力与万有引力库仑力与万有引力 的比值为的比值为39103 . 2引引电电FF例例2 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的等边三角形的三个顶点上，每个点的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是电荷都是+210-6C，求它们各自所受的库，求它们各自所受

9、的库仑力仑力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 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说明：两个或两个以上点电荷对某一点电荷的说明：两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各个点电荷单独对这个电荷的作作用力，等于各个点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。用力的矢量和。知识小结知识小结真空中两个点电荷之间的相互作用力真空中两个点电荷之间的相

10、互作用力, ,跟它们跟它们的电荷量的乘积成正比的电荷量的乘积成正比, ,跟它们的距离的二次跟它们的距离的二次方成反比方成反比, ,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. .3 3、适用条件：、适用条件：4 4、点电荷：、点电荷：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2221rqqkF2 2、公式：、公式：1 1、内容：、内容： 真空（空气中近似成立）真空（空气中近似成立） 点电荷点电荷是一种理想模型，带电体的形状、大小及电是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可

11、视为点电荷略不计时，带电体可视为点电荷.1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、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真正的点电荷是不存在的B . .点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型C . .足够小（如体积小于足够小（如体积小于1）的电荷就是）的电荷就是点电荷点电荷D . .一个带电体能否看成点电荷，不是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所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案：A、B、D 2、下列说法中正确的是：A . .点电荷就是体积很小的电荷B . .点

12、电荷就是体积和带电量都很小的带电体C . .根据 可知，当r 0 时，F D . .静电力常量的数值是由实验得到的122q qFkr 答案：D 课堂训练课堂训练3 3、 三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c（可视为（可视为点电荷），原来点电荷），原来c c不带电，而不带电，而a a和和b b带等量带等量异种电荷，相隔一定距离放置，异种电荷，相隔一定距离放置，a a、b b之间之间的静电力为的静电力为F F 。现将。现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后接触后拿开，则拿开，则a a、b b之间的静电力将变为之间的静电力将变为（ ）。）。 A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C课堂训练课堂训练4 4、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相距的金属球，球心相距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.51.510105 5 C C的正的正电时，相互作用力为电时，相互作用力为F F1 1 ，当它们分别带，当它们分别带+1.5+1.510105 5 C C和和1.51.510105 5 C C的电量时，的电量时，相互作用力为相互作用力为F F2 2 , ,