库仑定律(精品课件,真实课堂)

1、1.2 库仑定律122q qFkr1 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4 4、电荷守恒定律：、电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分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分，在转移的过程中转移到另一部分，在转移的过程中,电荷的总量不变电荷

2、的总量不变.1、质子 质子是构成原子的基本粒子，常用符号p表示。它和中子一起构成原子核。质子带1个单位正电荷，它带的电量等于电子带的电量，只是电性相反。 举例：氢的原子核就是质子，它的质量是1.672610-27kg。约为电子质量的1836.2倍。 原子中所有质子的质量和所有中子的质量之和，近似地等于原子的质量。 原子核内的质子数决定元素的名称，也决定该元素在周期表中的原子序数和核外的电子总数2、电子 电子是构成原子的基本粒子之一，常用符号e 表示质量极小，带单位负电荷，在原子中围绕原子核旋转。 不同的原子拥有的电子数目不同，例如，每一个碳原子中含有6个电子，每一个氧原子中含有8个电子。 能量

3、高的离核较远，能量低的离核较近。通常把电子在离核远近不同的区域内运动称为电子的分层排布。质子和电子（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？（2 2）质点实际存在吗？）质点实际存在吗？ 通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况通过与质点相类比，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？下可以将带点体看成是点电荷呢？一、点电荷：一、点电荷：（1）点电荷：点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷以至在研究它与其他

4、带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷荷称为点电荷.（2）点电荷：点电荷：是一种理想化的模型是一种理想化的模型. 质点：质点：在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体，用来代替物体的有质量的点称为质点，是物理学的一个理想化模型。 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

5、的大小与哪些因素有关呢？A A是一个带正电的物体。是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较位置，比较相同的相同的小球小球在不同位置所受带电体的在不同位置所受带电体的作用力的大小作用力的大小思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考二：你认为这个力的大小会与哪些因素有关？思考二：你认为这个力的大小会与哪些因素有关？思考三：多个因素影响的时候，我们一般会采用什思考三：多个因素影响的时候，我们一般会采用什 么方法进行研究？么方法进行研究？二、探究影响电荷间相互作用力的因素二

6、、探究影响电荷间相互作用力的因素 早在我国东汉时期人早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互们就掌握了电荷间相互作用的定性规律作用的定性规律, ,定量定量（用（用数学公式语言进行相关描述）数学公式语言进行相关描述）讨论电讨论电荷间相互作用则是两千荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验仑。库仑做了大量实验, ,于于17851785年得出了库仑定年得出了库仑定律。律。实验实验定性定性（用文字语言进行相关描述）（用文字语言进行相关描述）表明：表明： 电荷之间的作用力随着电荷量的增大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而增大，随着距离的增

7、大而减小三、库仑的实验三、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、绝缘细银丝、绝缘架、带电的金属小球架、带电的金属小球A和和C、不、不带电的小球带电的小球B3 3、实验原理：、实验原理：A A和和C C之间的作之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系和力的大小有一定的对应关系 思考：思考：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

8、个带电小球）把另一个带电小球C C插入插入容器并使它靠近容器并使它靠近A A时，记录扭转时，记录扭转的角度可以比较力的大小的角度可以比较力的大小（2)2)改变改变A A和和C C之间的距离之间的距离r r，记录每次悬丝扭转的角度，便记录每次悬丝扭转的角度，便可找出可找出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，记录每次悬丝扭转的角度，便可录每次悬丝扭转的角度，便可找出找出F F与与q q1 1、q q2 2的关系的关系 在库仑那个时代，还不知道怎么样测量在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电

9、荷量，甚至连电荷量的单位都物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变没有，又怎么样做到改变A A和和C C的电荷量呢？的电荷量呢？实验结论：实验结论：库仑定律库仑定律当电量不变时，当电量不变时，F F与距与距离离r r的二次方成反比的二次方成反比F当之间距离不变时，当之间距离不变时，F F与与、 的乘积成正比的乘积成正比 F21r1q2q21qq 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之间的作用之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，乘积成正比，跟它们之间距

10、离的二次方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。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 2四、库仑定律四、库仑定律注意：注意：（1 1）在计算时）在计算时q q1 1、q q2 2只要代入大小，只要代入大小，“+”“+”、“-”“-”号不要代入号不要代入（2 2）库仑定律只能计算库仑力的大小）库仑定律只能计算库仑力的大小 ，方向在连线上，还需，方向在连线上，还需进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定

11、4 4、实用范围：、实用范围：真空、静止、点电荷真空、静止、点电荷三、点电荷：三、点电荷：（1）点电荷：点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷荷称为点电荷.（2）点电荷：点电荷：是一种理想化的模型是一种理想化的模型.一、真空：一、真空： 在真空科学中，真空的

12、含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的在真空科学中，真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。气体状态。 人们通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。人们通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。 简言之，就是在简言之，就是在一个空间内一个空间内,如果完全没有气体如果完全没有气体,那就是完全真空那就是完全真空.所谓所谓宇宙空间也就是这样的宇宙空间也就是这样的.二、静止：二、静止：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

13、积和带电量都很小的带电体C C、根据库仑定律可知，当、根据库仑定律可知，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答案：AD 2、在真空中，一个电荷量为在真空中，一个电荷量为 2.0 2.0101099 C C 的的点电荷点电荷q q ，受到另一个点电荷，受到另一个点电荷Q Q 的吸引力为的吸引力为 8.18.11010-3-3 N, N, q q 与与Q Q 间的距离为间的距离为 0.

14、1 m , 0.1 m , 求求Q Q 的电荷量？的电荷量？qkrFQ2 C100 . 2100 . 91 . 0101 . 89923 C105 . 46 解：解：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：3 3、 在氢原子中，原子核只有在氢原子中，原子核只有1 1个质子个质子, , 核外只有核外只有1 1个电子个电子, , 它们之间的距离它们之间的距离 r r = 5.3 = 5.31010-11-11 m m 。求氢原子核与电子之。求氢原子核与电子之间的库仑力间的库仑力 F F电与电与它们之间的万有引力它们之间的万有引力F F引引 的比值？的比值？

15、( (已知已知质子的质量为质子的质量为1.671.67 10 10-27-27kgkg，电子的质量为，电子的质量为9.19.11010-31-31kgkg）221rqqkF 电电N102 . 88 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：221rmmGF 引引N106 . 347 392.3 10FF引库小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研小结：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，可以把万有引力忽究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。略。F F电电F F 引引4、见教材P9例题方法归纳：方法归纳：5 5、真空中有三个点电荷、真空中有三个点电荷, ,它们固定在边长为它们固定在边长为50cm 50cm 的等边三角形的三个顶点上的等边三角形的三个顶点上, ,每个点电每个点电荷都是荷都是q=q=+2+21010-6-6 C C, ,求它们的库仑力？求它们的库仑力？q1q3q26 6、在真空中两个相同的带等量异号电荷的金属、在真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球小球A A和和B(B(均可看做点电荷均可看做点电荷),),分别固定在两处分别固定在两处, ,两两