高中物理选修3-1,库仑定律

1、首页一、电荷及其守恒定律一、电荷及其守恒定律第一章第一章 静电场静电场1、正、负电荷（、正、负电荷（+ -电荷的规定？）电荷的规定？）2、摩擦起电摩擦起电（转移电子）（转移电子）同种电荷相斥，异种电荷相吸同种电荷相斥，异种电荷相吸（一）、两种电荷（一）、两种电荷3、物质电结构、物质电结构4、使物体带电的方法使物体带电的方法（1）摩擦起电摩擦起电（2）接触带电接触带电（3）感应起电感应起电（先中和，再重新分配）（先中和，再重新分配）（先使先使正负电荷重心分开正负电荷重心分开）电荷的多少叫电荷的多少叫电荷量电荷量 (单位：库仑单位：库仑C)物物理理学学家家库库仑仑（物理量（物理量：电量电量Q）（2

2、）1e=1.6010-19C（1）1C=6.251018e1库仑库仑=6.251018个电子电量个电子电量物体带电的实质物体带电的实质 电子的得失 电荷既不能创造，也不能消灭，电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部或者从物体的一部分转移到另一部分。分。 1、电荷守恒定律、电荷守恒定律（二）、电荷守恒定律（二）、电荷守恒定律2、表述二：、表述二：一个与外界没有电荷交一个与外界没有电荷交换的系统，电荷电荷的代数和保持不变。换的系统，电荷电荷的代数和保持不变。（三）、元电荷（三）、元电荷（1）e=1.6010-19C

3、（2）Q=ne (nZ)（3）电子的比荷）电子的比荷 : e/me密立根密立根(R.Millikan,18681953) 密立根密立根(Robert Andrews Millikan，美国实验物理学家。美国实验物理学家。1896年年-1921年年间，密立根在世界顶级学府间，密立根在世界顶级学府芝加哥大芝加哥大学学进行了一系列测定进行了一系列测定电子电荷电子电荷以及光以及光电效应的卓越工作，包括著名的油滴电效应的卓越工作，包括著名的油滴实验。实验。 因而获得因而获得1923年年诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。P4:课本上作业处理课本上作业处理第二节第二节 库仑定律库仑定律实验(一一)、实验研究、实

4、验研究1、定性、定性实验实验 库仑定律库仑定律（Coulombs law），），法国法国物理学家查尔物理学家查尔斯斯库仑于库仑于1785年发现。年发现。2、定量、定量实验实验 库仑扭秤实验库仑扭秤实验（二）库仑定律（二）库仑定律 1、定律：、定律：在真空中在真空中两个两个点电荷点电荷间的作用力间的作用力跟它们的电量的乘积成正比跟它们的电量的乘积成正比 , 跟它们间距离的二跟它们间距离的二次方成反比次方成反比 ,作用力作用力的的方向方向在它们的：连线上。在它们的：连线上。 Q1Q2F=Kr静电力恒量静电力恒量: k=9.0 109 Nm/CQ1、Q2 :电量电量 r : 距离距离 F : 作用力

5、作用力2、库仑扭秤库仑扭秤实验实验（二）、库仑定律（二）、库仑定律3、数学表达式、数学表达式（三）、（三）、说明：说明：（1）只适用于真空中的点电荷）只适用于真空中的点电荷（2）只计算大小，方向点的连线上。吸力、斥力）只计算大小，方向点的连线上。吸力、斥力（3）力的独立作用原理）力的独立作用原理 抢答：抢答：真空中两个电荷量都是真空中两个电荷量都是1C异种点电荷异种点电荷,它们之间的距离为它们之间的距离为1m时的相互作用力为多少？时的相互作用力为多少？Q1Q2F静静=Kr11= 9.0 109 1=9.0 109 ( N) 思考：若使它们间的距离为思考：若使它们间的距离为300米，则两米，则两

6、电荷间的引力为多少？电荷间的引力为多少？Q1Q2F静=Krm1m2F万=Gr比较： F万 F静?【例题例题】试比较电子和质子间的静电引力和试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量万有引力。已知电子的质量m1=9.110-31kg,质子的质量质子的质量m2=1.6710-27kg。电子和质子的。电子和质子的电荷量都是电荷量都是1.6010-19C 。 解解 ：电子和质子的静电引力：电子和质子的静电引力F1和万有引力和万有引力F2分别是分别是 Q1Q2F静静=Krm1m2F万万=GrF静静F万万=kQ1Q2Gm1m2=9.0109 1.6010-19 1.6010-19 6.6710

7、-11 9.110-31 1.6710-27 =2.31039倍倍练练习习11下列关于点电荷的说法这，正确的是（下列关于点电荷的说法这，正确的是（ ） 只有体积很小的带电体，才能看作点电荷。只有体积很小的带电体，才能看作点电荷。 体积很大的带电体一定不是点电荷。体积很大的带电体一定不是点电荷。 当两个带电体的形状对它们相互作用力的当两个带电体的形状对它们相互作用力的 影响可以忽略时，这两个带电体可看作点电荷。影响可以忽略时，这两个带电体可看作点电荷。 任何带电球体，都可以看作电荷全部集中于任何带电球体，都可以看作电荷全部集中于 球心的点电荷球心的点电荷 BCDA答答:C正确正确2两个点电荷相距

8、两个点电荷相距r时，相互作用力为时，相互作用力为F则则 电荷量不变距离加倍时，作用力变为电荷量不变距离加倍时，作用力变为F/4 其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，作用力不变作用力不变 每个电荷的电荷量和两电荷间距减半时，作用每个电荷的电荷量和两电荷间距减半时，作用力为力为4F 每个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍每个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时，作用力不变数时，作用力不变 BCDA答答:AD正确正确3绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球M，M表面镀有铝膜。在表面镀有铝膜。在M的近旁有一在绝缘支

9、架上的近旁有一在绝缘支架上的金属球的金属球P，开始时，开始时M，P都不带电，如图都不带电，如图13-1-1所示，先使所示，先使P带电，则（带电，则（ ） M，P之间不发生相互作用之间不发生相互作用 P将吸引将吸引M，吸在一起不分开，吸在一起不分开 P立即把立即把M排斥开排斥开 P先吸引先吸引M，接触后又把，接触后又把M排斥开排斥开BCDAPM答答:D正确正确4.两个完全相同的小金属球，相距两个完全相同的小金属球，相距50cm,一个的电荷量为一个的电荷量为+4.010-11C ,另一个带另一个带点量为点量为-6.010-11C, 把两球接触，分开把两球接触，分开后仍然相距后仍然相距50cm, 它

10、们之间的静电力有它们之间的静电力有多大？这个力是原来的多少倍？多大？这个力是原来的多少倍？ -6.010-11+4.010-11 2 1),1),Q1 Q2=Q1Q2r F32=k=-1.010-11C=3.610-12N作业：作业：P9（2、4、5）其余写于书上）其余写于书上2),1/242),1/24倍倍电电荷荷自然界中只存在两种电荷自然界中只存在两种电荷电荷量：电荷的多少电荷量：电荷的多少 单位：库伦单位：库伦使物体带电的方法和实质：使物体带电的方法和实质：a.摩擦起电摩擦起电b.静电感应静电感应C.接触起电接触起电实质实质使物体内正负电荷分开使物体内正负电荷分开电荷守恒定律：电荷守恒定律：一个物体一个物体物体一部分物体一部分转移电荷转移电荷另一个物体另一个物体另一部分另一部分转移过程中电荷总量不变转移过程