讲义12库仑定律课件23

第二节库仑定律第二节库仑定律12.电荷守恒定律1.电荷种类及起电方法1.摩擦起电

2.接触起电

3.感应起电复习回顾3.元电荷4.电荷中和与电荷均分在一个与外界没有电荷交换的系统内，电荷的代数和总是保持不变。2.电荷守恒定律1.电荷种类及起电方法1.摩擦起电2.接2库仑定律§1-2同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引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决定于那些因素呢？库仑定律§1-2同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引既然3一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：１、实验装置：如图+Ｏ２、实验方法：控制变量法3、实验现象：

（1）小球带电量不变时，距离带电物体越远，丝绸偏离竖直方向的角度越小。（2）小球处于同一位置时，小球所带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：１、实验装置：如图+4结论1：物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。改变电量一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：结论1：物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。改变电量一、5结论2：物体距离越近，物体受到的库仑力就越大。改变距离一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：结论2：物体距离越近，物体受到的库仑力就越大。改变距离一、探6电荷间作用力的影响因素（1）与电量的关系：F随Q的增大而增大

以上我们只是定性的研究，真正定量的研究是由法国学者库仑完成的。4、实验结论（2）与距离的关系：F随r的增大而减小说明：电荷间作用力的影响因素（1）与电量的关系：F随Q的增大7细银丝平衡小球带电小球带电小球平面镜伟大之处：两次放大微小力1、装置：库仑扭秤二、库仑的实验：细银丝平衡小球带电小球带电小球平面镜伟大之处：1、装置：库仑82、原理：FABC++俯视图

（1）横梁平衡

（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。

（3）改变A、C的距离看扭转程度得：

（4）改变A、C的电量看扭转程度得：结论：二、库仑的实验：2、原理：FABC++俯视图（1）横梁平衡（2）使A带正9三、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2、表达式：3、适用条件：（1）真空中（2）点电荷其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2静电力或库仑力三、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用104、点电荷

点电荷是物理学上的理想化模型，实际并不存在。

当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电荷。

特别提醒：（1）一个带电体能否看做点电荷，是相对具体问题而言的，不能单凭其大小和形状来确定；（2）从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。三、库仑定律4、点电荷点电荷是物理学上的理想化模型，实际并不11思考：当两个点电荷的距离趋向零时，其库仑力也趋向无穷大吗？错。当r→0时，公式不再适用5、静电力的确定方法（1）大小计算：不代电性的正、负号，只代绝对值即可。（2）方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。三、库仑定律思考：当两个点电荷的距离趋向零时，其库仑力也趋向无穷大吗？错126、两带电球体间的库仑力的求解（1）两规则的均匀带电球体，相距较远时，可以看成点电荷，也适用于库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离。（2）两规则的均匀带电球体，相距较近时，不能看成点电荷，此时电荷量的分布会发生变化，带同种电荷时,由于排斥而距离变大，F＜kq1q2/r2；带异种电荷时,由于吸引而距离变小，F＞kq1q2/r2三、库仑定律6、两带电球体间的库仑力的求解三、库仑定律13学以致用1、氢原子核（即质子）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。试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。

解:

按库仑定律计算,电子和质子之间的静电力为学以致用1、氢原子核（即质子）的质量是1.67×14学以致用应用万有引力定律,电子和质子之间的万有引力为由此得静电力与万有引力的比值为学以致用应用万有引力定律,电子和质子之间的万有引力为由此得15相同处：大小与距离平方成反比。相异处：1、库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。2、库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力。电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多.

因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。

库仑力与万有引力的比较相同处：大小与距离平方成反比。库仑力与万有引力的比较16学以致用2.有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(L=4r),它们带同种电荷时静电力为F,带异种电荷时静电力为f（设每次各球带电量绝对值相同）()

A.B.

C.D.L=4rC、D++++++---+++学以致用2.有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(17四、库仑力的矢量叠加F2q0q2r02q1r01F1F库仑力的矢量叠加原理：实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点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。四、库仑力的矢量叠加F2q0q2r02q1r01F1F库仑力18

3.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，每个点电荷的电荷量都是+2×10-6c,求它们所受的库仑力。F1=F2=K=N=0.144N根据平行四边形定则，合力是:q1q2q3F2F1F合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.30°解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离r都相同,所以3.真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三191.关于库仑定律，下列说法正确的是：（）A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体；B．根据F=kq1q2/r2，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．带电量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍；D．库仑定律的适用条件是：真空和点电荷。练习D1.关于库仑定律，下列说法正确的是：（）练习D20练习2.三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）

A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8C练习2.三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和21练习3.A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷．如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷q，才能使此电荷处于平衡状态？++AB9Q4Q-QC思考：若B带4Q的负电荷，第三个点电荷又该如何放置练习3.A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B22θOBAGFTF'xL4.如图所示,将一带电小球A用绝缘棒固定在水平地面上,在它正上方有一悬点O,通过绝缘丝线悬挂一个与A带同种电荷的小球B,悬线与竖直方向成某一角度θ,由于绝缘性能不好,A球缓慢漏电,张角变小,则A、B间库仑力F,丝线上张力T的大小变化情况是：A．F变大B．F变小C．T变大D．T不变问:当A、B间距离减小一半时,A球的电荷量变为原来多少倍?H力电综合θOBAGFTF'xL4.如图所示,将一带电小球A用绝缘棒固23第二节库仑定律第二节库仑定律242.电荷守恒定律1.电荷种类及起电方法1.摩擦起电

2.接触起电

3.感应起电复习回顾3.元电荷4.电荷中和与电荷均分在一个与外界没有电荷交换的系统内，电荷的代数和总是保持不变。2.电荷守恒定律1.电荷种类及起电方法1.摩擦起电2.接25库仑定律§1-2同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引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决定于那些因素呢？库仑定律§1-2同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引既然26一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：１、实验装置：如图+Ｏ２、实验方法：控制变量法3、实验现象：

（1）小球带电量不变时，距离带电物体越远，丝绸偏离竖直方向的角度越小。（2）小球处于同一位置时，小球所带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：１、实验装置：如图+27结论1：物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。改变电量一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：结论1：物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。改变电量一、28结论2：物体距离越近，物体受到的库仑力就越大。改变距离一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：结论2：物体距离越近，物体受到的库仑力就越大。改变距离一、探29电荷间作用力的影响因素（1）与电量的关系：F随Q的增大而增大

以上我们只是定性的研究，真正定量的研究是由法国学者库仑完成的。4、实验结论（2）与距离的关系：F随r的增大而减小说明：电荷间作用力的影响因素（1）与电量的关系：F随Q的增大30细银丝平衡小球带电小球带电小球平面镜伟大之处：两次放大微小力1、装置：库仑扭秤二、库仑的实验：细银丝平衡小球带电小球带电小球平面镜伟大之处：1、装置：库仑312、原理：FABC++俯视图

（1）横梁平衡

（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。

（3）改变A、C的距离看扭转程度得：

（4）改变A、C的电量看扭转程度得：结论：二、库仑的实验：2、原理：FABC++俯视图（1）横梁平衡（2）使A带正32三、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2、表达式：3、适用条件：（1）真空中（2）点电荷其中k为静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2静电力或库仑力三、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用334、点电荷

点电荷是物理学上的理想化模型，实际并不存在。

当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电荷。

特别提醒：（1）一个带电体能否看做点电荷，是相对具体问题而言的，不能单凭其大小和形状来确定；（2）从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。三、库仑定律4、点电荷点电荷是物理学上的理想化模型，实际并不34思考：当两个点电荷的距离趋向零时，其库仑力也趋向无穷大吗？错。当r→0时，公式不再适用5、静电力的确定方法（1）大小计算：不代电性的正、负号，只代绝对值即可。（2）方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。三、库仑定律思考：当两个点电荷的距离趋向零时，其库仑力也趋向无穷大吗？错356、两带电球体间的库仑力的求解（1）两规则的均匀带电球体，相距较远时，可以看成点电荷，也适用于库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离。（2）两规则的均匀带电球体，相距较近时，不能看成点电荷，此时电荷量的分布会发生变化，带同种电荷时,由于排斥而距离变大，F＜kq1q2/r2；带异种电荷时,由于吸引而距离变小，F＞kq1q2/r2三、库仑定律6、两带电球体间的库仑力的求解三、库仑定律36学以致用1、氢原子核（即质子）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。试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。

解:

按库仑定律计算,电子和质子之间的静电力为学以致用1、氢原子核（即质子）的质量是1.67×37学以致用应用万有引力定律,电子和质子之间的万有引力为由此得静电力与万有引力的比值为学以致用应用万有引力定律,电子和质子之间的万有引力为由此得38相同处：大小与距离平方成反比。相异处：1、库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。2、库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力。电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多.

因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。

库仑力与万有引力的比较相同处：大小与距离平方成反比。库仑力与万有引力的比较39学以致用2.有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(L=4r),它们带同种电荷时静电力为F,带异种电荷时静电力为f（设每次各球带电量绝对值相同）()

A.B.

C.D.L=4rC、D++++++---+++学以致用2.有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(40四、库仑力的矢量叠加F2q0q2r02q1r01F1F库仑力的矢量叠加原理：实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点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。四、库仑力的矢量叠加F2q0q2r02q1r01F1F库仑力41

3.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，每个点电荷的电荷量都是+2×10-6c,求它们所受的库仑力。F1=F2=K=N=0.144N根据平行四边形定则，合力是:q1q2q3F2F1F合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.30°解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离r都相同,所以3.真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三421.关于库仑定律，下列说法正确的是：（）A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体；B．根据F=k