高中物理人教版选修3 1库仑定律 优秀课件

导入新课++-同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引力的大小可以求吗？导入新课++-同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引力的大小可以求第一章静电场1.2库伦定律第一章静电场1.2库伦定律教学目标1.知识与能力√熟记库仑定律的文字表述及其公式，掌握库仑定律的适用条件。√了解库伦扭秤实验，通过演示实验，了解电荷之间的作用力与哪些因素有关。√明确点电荷是理想物理模型。知道带电体简化为点电荷的条件。教学目标1.知识与能力√熟记库仑定律的文字表述及其2.过程与方法√分析问题给定条件是否满足库仑定律的适用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的作用。3.情感态度与价值观√培养学生热爱科学的精神。√有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。2.过程与方法√分析问题给定条件是否满足库仑定律的适教学重难点教学重点：教学难点：库伦扭秤实验库仑定律求解注意问题影响电荷间相互作用力的因素库仑定律的内容及条件教学重难点教学重点：教学难点：库伦扭秤实验影响电荷间相一、库仑定律二、库伦的实验内容解析一、库仑定律二、库伦的实验内容解析探究影响电荷间相互作用力的因素实验装置图探究影响电荷间相互作用力的因素实验装置图把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力越大。把小球挂在同一位置，增大或减小它所带的电荷量，比较小球所受电力大小的变化。实验内容把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的通过实验你观察到了什么现象？你能总结出都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗？这些因素对作用力的大小有什么影响？结论影响电荷间的相互作用的因素有电荷量的多少和电荷之间距离的长短。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。通过实验你观察到了什么现象？你能总结出都有哪些

真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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库伦力。库伦定律库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认：一、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量注意该定律包括三层含义：①条件:

真空中静止电荷②大小：与电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。③方向：它们的连线上（同种电荷沿连线向

内，异种电荷沿连线向外）。注意该定律包括三层含义：①条件:真空中静止电荷什么是点电荷呢？

点电荷属于理想化模型，是不存在的。点电荷不一定很小如同质子。对任何形状的带电体，如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。

点电荷可以视为有质量、有电量、不占空间，与运动学中的质点类似的微小电荷。什么是点电荷呢？点电荷属于理想化模型，是不存在的。点实验装置库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如右图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受重力平衡。当把一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使旋线扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。改变Ａ和Ｃ之间的距离ｒ，二、库伦的实验实验装置库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如右图所示，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。归纳记录每次悬丝扭转的角度，便可以得到力Ｆ与距离ｒ的关系，结果是力Ｆ与距离ｒ的二次方成反比，即电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着

由于当时实验设备限制，无法用实验测得物体所带电量，库伦的实验中没有准确的电荷量，而是一系列电荷量的均分。库伦发现：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个小球的作用力相等，所以他断定这两个小球的带电量相等。由于当时实验设备限制，无法用实验测得物体所带电量，库这意味着：如果把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，电荷量会均分给两个小球。利用这种方法：库伦把带点小球的电荷量q分为这样库伦又发现了电荷间的作用力与电荷量的关系:力F与q1和q2的乘积成正比，即：F∝q1q2这意味着：如果把一个带电金属小球与另一个不带上式中和表示两个点电荷的电荷量，用r表示它们之间的距离，用F表示它们之间的相互作用力。式中的k是一个常量，叫做静电力常量。用一个公式来表示库伦定律,就是在国际单位制中，电荷量的单位是库伦，简称库，符号是C。在上式中如果各个物理量都用国际制单位，即电荷量的单位用C，力的单位用N，距离的单位用m，则由实验得出上式中和表示两个点电荷的电荷量，注意r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小球，应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。同种电荷电荷分布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧r++++++r---+++注意r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小球，应想一想库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基本规律，表达式，请你思考下面的问题：⑴从数学观点看，中的r→0时，应该得F→∞，即两者的库伦力趋向于无穷大。你认为这样可能吗？⑵把公式变成变成和的形式，你应该如何理解？想一想库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基⑴从数学⑴库伦定律只适用于真空中的点电荷，当两个带电体无限靠近，即r→0时，带电体不能看成点电荷，当然就不能应用库仑定律来计算。⑵将，和点电荷场强公式电场力F=Eq，联系起来，库仑定律可以理解为点电荷Q1在Q2处产生的场强与Q2的乘积或点电荷Q2在Q1处产生的场强与Q1的乘积。提示⑴库伦定律只适用于真空中的点电荷，当两个带电体无限靠近，即r库伦（1736-1806），法国物理学家，用库伦扭秤实验研究了电荷间相互作用的电力，于1785年发现了库仑定律。库伦小资料库伦（1736-1806），法国物理学家，用库伦实际问题两个带电量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N,差不多相当于一百多吨的物体的重力!由此可见，库伦是一个非常大的电荷量单位。通常一把梳子和衣袖摩擦所带的电荷量不到百分之一库伦，但在天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷可达几百库伦。实际问题两个带电量为1C的点电荷在真空中相距1已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电子的质量是9.1×10-31Kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库伦力和万有引力。解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19C实际问题高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把万有引力忽略掉。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的虽然是点电荷的静电力，但是，任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的，所以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。注意高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的虽然是如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其它所有电荷对它的作用力。因此，两个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和（遵循平行四边形定则）。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其课堂小结一、库仑定律真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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。内容：公式：高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)课堂小结一、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与二、库伦的实验由于当时的条件所限，库伦无直接测定带电金属球所带电荷量，只能通过实验，将带电小球所带的电量均分给两个完全一样的小球，通过观察受力来判断带电量是相等。库伦的实验中并未涉及到确切的电荷量，只是一系列电荷的均分值库仑定律的适用条件：①真空中②点电荷高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)二、库伦的实验由于当时的条件所限，库伦无直接课堂练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）CDA.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体。B.根据，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大。C.库仑定律的表达式和万有引力定律的表达式很相似，它们都是跟距离的平方成反比例的定律。D.静电力常量k的值为。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)课堂练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是

2.图两个相同的金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A求带9Q的正电荷，B求带Q的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a，然后发生弹性正碰，返回到图示位置时的加速度均为_______。AB3.设氢原子核外电子绕核运动的半径为r，电子质量为m，电荷量为e，则电子绕核运动的速度为________,转动频率为_______。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)2.图两个相同的金属球放在光滑绝缘的水平面4.将缘来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放（小球放在光滑绝缘的水平面上），它们仅在相互作用间库伦力作用下运动的过程中（）A.它们的相互作用力不断减少；B.它们的加速度之比不断减少；C.它们的动量之和不断增加；D.它们的动能之和不断增加。AD高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)4.将缘来相距较近的两个带同种电荷的小球同时5.如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B静止在图示位置，固定的带正电荷的A球电荷量为Q,B球的质量为m，电荷量为q，θ=30·，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中，求AB两球间的距离。θAB解：对B球受力分析代入数据得：高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)5.如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球6.如图，在竖直放置的光滑绝缘细管圆心O处放一个点电荷，将质量为m，带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度的大小为（）。A.E=mg/qB.E=2mg/qC.E=3mg/qD.不能确定C高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)6.如图，在竖直放置的光滑绝缘细管圆心O处放一7.如图所示，在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电荷量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线方向的初速度，使小球在水平面上开始运动。若很小，则小球第一次回到平衡位置所需要的时间为_______。用周期公式解答。提示高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)7.如图所示，在光滑水平面上的O点系一长为l导入新课++-同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引力的大小可以求吗？导入新课++-同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引力的大小可以求第一章静电场1.2库伦定律第一章静电场1.2库伦定律教学目标1.知识与能力√熟记库仑定律的文字表述及其公式，掌握库仑定律的适用条件。√了解库伦扭秤实验，通过演示实验，了解电荷之间的作用力与哪些因素有关。√明确点电荷是理想物理模型。知道带电体简化为点电荷的条件。教学目标1.知识与能力√熟记库仑定律的文字表述及其2.过程与方法√分析问题给定条件是否满足库仑定律的适用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的作用。3.情感态度与价值观√培养学生热爱科学的精神。√有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。2.过程与方法√分析问题给定条件是否满足库仑定律的适教学重难点教学重点：教学难点：库伦扭秤实验库仑定律求解注意问题影响电荷间相互作用力的因素库仑定律的内容及条件教学重难点教学重点：教学难点：库伦扭秤实验影响电荷间相一、库仑定律二、库伦的实验内容解析一、库仑定律二、库伦的实验内容解析探究影响电荷间相互作用力的因素实验装置图探究影响电荷间相互作用力的因素实验装置图把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力越大。把小球挂在同一位置，增大或减小它所带的电荷量，比较小球所受电力大小的变化。实验内容把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的通过实验你观察到了什么现象？你能总结出都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗？这些因素对作用力的大小有什么影响？结论影响电荷间的相互作用的因素有电荷量的多少和电荷之间距离的长短。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。通过实验你观察到了什么现象？你能总结出都有哪些

真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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库伦力。库伦定律库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认：一、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量注意该定律包括三层含义：①条件:

真空中静止电荷②大小：与电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。③方向：它们的连线上（同种电荷沿连线向

内，异种电荷沿连线向外）。注意该定律包括三层含义：①条件:真空中静止电荷什么是点电荷呢？

点电荷属于理想化模型，是不存在的。点电荷不一定很小如同质子。对任何形状的带电体，如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。

点电荷可以视为有质量、有电量、不占空间，与运动学中的质点类似的微小电荷。什么是点电荷呢？点电荷属于理想化模型，是不存在的。点实验装置库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如右图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受重力平衡。当把一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使旋线扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。改变Ａ和Ｃ之间的距离ｒ，二、库伦的实验实验装置库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如右图所示，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。归纳记录每次悬丝扭转的角度，便可以得到力Ｆ与距离ｒ的关系，结果是力Ｆ与距离ｒ的二次方成反比，即电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着

由于当时实验设备限制，无法用实验测得物体所带电量，库伦的实验中没有准确的电荷量，而是一系列电荷量的均分。库伦发现：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个小球的作用力相等，所以他断定这两个小球的带电量相等。由于当时实验设备限制，无法用实验测得物体所带电量，库这意味着：如果把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，电荷量会均分给两个小球。利用这种方法：库伦把带点小球的电荷量q分为这样库伦又发现了电荷间的作用力与电荷量的关系:力F与q1和q2的乘积成正比，即：F∝q1q2这意味着：如果把一个带电金属小球与另一个不带上式中和表示两个点电荷的电荷量，用r表示它们之间的距离，用F表示它们之间的相互作用力。式中的k是一个常量，叫做静电力常量。用一个公式来表示库伦定律,就是在国际单位制中，电荷量的单位是库伦，简称库，符号是C。在上式中如果各个物理量都用国际制单位，即电荷量的单位用C，力的单位用N，距离的单位用m，则由实验得出上式中和表示两个点电荷的电荷量，注意r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小球，应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。同种电荷电荷分布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧r++++++r---+++注意r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小球，应想一想库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基本规律，表达式，请你思考下面的问题：⑴从数学观点看，中的r→0时，应该得F→∞，即两者的库伦力趋向于无穷大。你认为这样可能吗？⑵把公式变成变成和的形式，你应该如何理解？想一想库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基⑴从数学⑴库伦定律只适用于真空中的点电荷，当两个带电体无限靠近，即r→0时，带电体不能看成点电荷，当然就不能应用库仑定律来计算。⑵将，和点电荷场强公式电场力F=Eq，联系起来，库仑定律可以理解为点电荷Q1在Q2处产生的场强与Q2的乘积或点电荷Q2在Q1处产生的场强与Q1的乘积。提示⑴库伦定律只适用于真空中的点电荷，当两个带电体无限靠近，即r库伦（1736-1806），法国物理学家，用库伦扭秤实验研究了电荷间相互作用的电力，于1785年发现了库仑定律。库伦小资料库伦（1736-1806），法国物理学家，用库伦实际问题两个带电量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N,差不多相当于一百多吨的物体的重力!由此可见，库伦是一个非常大的电荷量单位。通常一把梳子和衣袖摩擦所带的电荷量不到百分之一库伦，但在天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷可达几百库伦。实际问题两个带电量为1C的点电荷在真空中相距1已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电子的质量是9.1×10-31Kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库伦力和万有引力。解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19C实际问题高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把万有引力忽略掉。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的虽然是点电荷的静电力，但是，任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的，所以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。注意高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑定律给出的虽然是如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其它所有电荷对它的作用力。因此，两个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和（遵循平行四边形定则）。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其课堂小结一、库仑定律真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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。内容：公式：高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)课堂小结一、库仑定律真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与二、库伦的实验由于当时的条件所限，库伦无直接测定带电金属球所带电荷量，只能通过实验，将带电小球所带的电量均分给两个完全一样的小球，通过观察受力来判断带电量是相等。库伦的实验中并未涉及到确切的电荷量，只是一系列电荷的均分值库仑定律的适用条件：①真空中②点电荷高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)二、库伦的实验由于当时的条件所限，库伦无直接课堂练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）CDA.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体。B.根据，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大。C.库仑定律的表达式和万有引力定律的表达式很相似，它们都是跟距离的平方成反比例的定律。D.静电力常量k的值为。高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)高中物理人教版选修3-11.2库仑定律(共34张PPT)课堂练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是

2.图两个相同的金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A求带9Q的正电荷，B求带Q的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a，然后发生弹性正碰，返回到图示位置时的加速度均为_______。AB3