第一章静电场第二节探究静电力课件

第一章静电场第二节探究静电力

定量研究“电力”的困难:带电体上电荷分布难以确定“电力”很小，缺乏测量工具当时没有量度电荷的单位，也无法确定电荷的电量一、人类对“电力”研究的历程

科学家的推测:电力与距离的平方成反比(受“万有引力定律”的启发)

法国科学家库仑通过实验总结出静电力规律规律:

库伦定律——使人类对电的研究进入了定量阶段18世纪以前的二千多年间人类对电的认识仅处定性阶段1.r一定时，F与电荷量q的关系：

实验结论：3.电荷量q不变时，F与r的关系：Q减小时，F减小q减小时，F

减小电荷间的相互作用力F随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小实验探究：影响电荷间相互作用力的因素2.r一定时，F与电荷量Q的关系：二、点电荷——理想化（带电）模型

如果带电体间的距离比起它们自身的大小(几何线度)大得多,以至于带电体的形状、大小和电荷分布对带电体间的相互作用的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看作点电荷理想化的方法：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比。【公式】【静电力常量】（2）点电荷三、库仑定律【内容】【定律成立条件】（1）真空中k值有何物理意义？k值的意义：表示两个带单位电量1C的点电荷在真空中相距单位距离1m时,相互间的静电力为9.0×109N.讨论与交流1、根据库仑定律，点电荷间相互作用的静电力F与距离r的平方成反比。因此，当两点电荷之间的距离r趋于零时，电荷间的静电力F趋于无穷大。你认为这个观点对吗？

当r趋于零时，任何带电体都不能看作点电荷，则库仑定律也就不再适用。A、B球距距离比扭秤转角转角比36个刻度136º118个刻度1/2144º48.5个刻度1/4575.5º16四、库仑扭秤实验（1）构造和实验原理（过程）：（2）实验数据：完成于1785年库仑扭秤实验的巧妙之处主要有两点：1.进行了微小量的放大（光放大测扭角）；2.采用对称原理等分电量解决了当时电量无法测量的难题。(P7)（比较静电力和万有引力）5、库仑定律的应用1.利用库仑定律时，对电量的正、负及相应的力方向的判断通常有两种做法：（1）不带符号运算：先代入电量的绝对值计算出力的大小，然后再根据两个作用电荷的电性判断作用力的方向；（2）带符号运算：代入电量的正、负值后，当求出的力F为正值时即为斥力；当求出的力F为负值时即为引力；

说明：（建议采用不带符号运算的方法）2.研究带电体在电场中受力或运动时何时可忽略重力的问题：1)微观粒子(电子、原子、分子、离子等)通常忽略重力；2)题目具体说明;3)需要判断，当重力远小于电场力或其它力时）例题1例2

ACD:真空中的电荷若不是点电荷，由于同种电荷相互排斥影响电荷分布，实际距离增大；由于异种电荷相互吸引，实际距离减小。例题3库仑力的叠加：利用“力的平行四边形定则”处理多电荷之间的相互作用力的叠加问题。

两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。

任何带电体都可以看出由许多点电荷组成。例4变与不变1、带电量分别为+4q和-2q的两个完全相同的金属小球A、B相距r时的作用力为F，现让两球接触后分开于相距r/4处，则此时的作用力F’=

F。

F’=2FC例5

如图所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两个点电荷A、B相距L。求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？该电荷的电荷量是多少？AB答案：在AB之间距A为L/3处放一个电量为4q/9的负电荷方法小结：（认真体会）

三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大

变化：如果A的电量改为-q，结果又如何？例6库伦定律作用的空间尺度：原子尺度-日常距离注意：圆周运动应考虑1.受力情况；2.向心力；3.圆心；4.半径

氢原子核外电子在原子核的库仑引力作用下绕核做匀速圆周运动，设电子运动的轨道半径为r，求：电子运动的

（1）周期；

（2）动能。F+。+e-e例7库仑力是力的外延

在光滑的绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，他们的质量为m,间距为r，A、B带正电，电量为q。现对C施一水平力F的同时，放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：（1）C球的电性和电量；（2）水平力F的大小。rABCFBFCF如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐缓慢减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小：

A.保持不变；B.先变大后变小；C.逐渐减小；D.逐渐增大。A例8GTFLhr力的矢量三角形与几何三角形相似例题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，每个点电荷电荷量都是+2×10-6C,求：Q3所受的库仑力。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=N=0.144N根据平行四边形定则，合力是:Q1Q2Q3F2F1