库仑定律教学课件.ppt

1、静电场,学习目标 1.知道点电荷的概念，了解带电体能被看作点电荷的条件 2掌握库仑定律，理解库仑定律的含义及其公式，知道静电力常量；（重点） 3会用库仑定律的公式进行有关的计算；（重点与难点） 4知道库仑扭秤的实验原理。,探究影响电荷间相互作用力的因素,实验结论,电荷之间的相互作用： 随电荷量的增大而增大， 随它们之间距离的增大而减小,下面让我们沿着库仑当年的设计思路来了解一下定律发现的过程,带电体之间的相互作用与它们之间定量关系是什么呢？,库仑 (1736-1806) 电学是物理学的一个重要分支，在它 的发展过程中，很多物理学巨匠都曾作出 过杰出的贡献。法国物理学家查利奥古斯 丁库仑就是其中

2、影响力非常巨大的一员。 库仑在1785年到1789年之间，通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究，连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。 1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年，他在给法国科学院的电力定律的论文中详细地介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。,1库仑扭秤实验 (1)原理： 通过悬丝扭转的角度来确定静电力的大小 (2)控制变量法 探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持电荷的电荷量不变; 探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系：保持两个电荷之间的距离不变.,二 库 仑 定 律,真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，

3、跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。,库仑力或静电力,内 容,表达式,k叫静电力常量， k=9.0109Nm2/C2,注 意,（1）大小：计算时只将电荷量的绝对值代入,（2）方向：在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸.,适 用 范 围,适用范围：真空、静止、点电荷,想一想：,（1）什么样的情况下，可以将带电体看成点电荷？,（2）点电荷实际存在吗？,静止,两个静止的电荷,一个静止,另一个运动的情况,对点电荷的正确理解 1点电荷是物理模型 只有电量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在 2带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自

4、身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷,3点电荷只具有相对意义 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定 4注意区分点电荷与元电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位 (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷电量的整数倍,例 题,例1、在氢原子中，原子核只有1个质子, 核外只有1个电子, 它们之间的距离 r = 5.310-11 m 。求氢原子核与电子之间的库仑力 F电及它们之间的万有引力F引 ？ (已

5、知质子的质量为1.67 10-27kg，电子的质量为9.110-31kg）,解：氢原子核与电子之间的库仑力 F电为,氢原子核与电子之间的万有引力F引为：,相异处：库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。 相同处：(1)大小与距离平方成反比。 (2)库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力 。(3)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。,1、下列说法中正确的是：( ) A .点电荷就是体积很小的电荷 B .点电荷就是带电量都很小的带电体 C .根据 可知，当r 0 时，F D .静电力常量的数值是由实验得 到的,D,2、两个半径为0

6、.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5105C的正电时，相互作用力为F1,当它们分别带+1.5105 C和1.5105 C的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ） AF1 = F2 BF1 F2 CF1 F2 D无法判断,B,3真空中A、B两个点电荷相距10cm，A带电荷量是B带电荷量的50倍，B受到的库仑力是1N，则A受到的库仑力为() A50N B0.02N C1N D无法确定,C,含库仑力的共点力的平衡,分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件,例.如图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

7、（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？ （2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求？,+,+,A,B,9Q,4Q,三个自由电荷的平衡规律： 条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等、方向相反 规律： “三点共线”三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”正负电荷相互间隔； “两大夹小”中间电荷的电荷量最小； “近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷,变式：如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L，（L

8、比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求 （1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？,+,C带正电， 电量为6q,（F=27Kq2/L2）,（）如果A和B是自由的，而电荷变为负， 又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？ 此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求？,+,9Q,4Q,A,B,答案：应放在连线上距离右侧处，电荷应带正,库仑力作用下的非平衡问题 1.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时 间变化的情况是() A速度变大，加速度变大 B速度变小，加速度变小 C速度变大，加速度变小 D速度变小，加速度变大,2、光滑水平面有A、B两个带电小球，A的质量是B的质量的2倍，将两球由静止释放，初始A的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小为v，此时，A的加速度为 .,a/2,3.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，沿一条直线依次排列三个等质量的带电小球A、B、C.在C上沿连线方向施加一恒力F后，三小球恰能在运动中保持相对位置不变 已