人教版高中物理选修3112《库仑定律》课件.ppt

1、正电荷正电荷负电荷负电荷排斥排斥吸引吸引摩擦摩擦感应感应接触接触1.2 1.2 库仑定律库仑定律同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引电荷之间相互作用力的大小决定于哪些因素呢？电荷之间相互作用力的大小决定于哪些因素呢？探究探究影响影响电荷间相互作用力的因素：电荷间相互作用力的因素：探究探究影响影响电荷间相互作用力的因素：电荷间相互作用力的因素：电荷之间的作用力电荷之间的作用力：TGF(1)随随电荷量电荷量的增大而增大的增大而增大(2)随随距离距离的增大而减小的增大而减小=Gtan探究探究影响影响电荷间相互作用力的因素：电荷间相互作用力的因素：电荷之间的作用力电荷之间

2、的作用力TGF(1)随随电荷量电荷量的增大而增大的增大而增大(2)随随距离距离的增大而减小的增大而减小=Gtan221rmmGF 自然界中任两物体之间的万有引力自然界中任两物体之间的万有引力(1)随随物体质量物体质量的增大而增大的增大而增大(2)随随距离距离的增大而减小的增大而减小221rqqF 历史回顾历史回顾片段三：片段三：17851785年法国物理学家库仑设计制作年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤了一台精确的扭秤,用扭秤实验证明了同号用扭秤实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律电荷的斥力遵从平方反比律,用振荡法证明用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律异号电荷的吸引力也遵

3、从平方反比定律“辛路辛路”历程历程实验结论：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与距离与距离r r的二次的二次方成方成反比反比F1/r2当之间距离不变当之间距离不变时，时，F F与与q1、q2的乘积成的乘积成正比正比 Fq1q2 221rqqkF 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的相互作用力的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离跟它们所带电量的乘积成正比，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。的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。2.2.表达式：表达式：122q qFkrk k叫静电力常量叫静电力

4、常量 k=9.0k=9.010109 9NmNm2 2/C/C2 2库仑定律库仑定律2rMmGF 3.3.适用范围：适用范围：真空、静止、点电荷真空、静止、点电荷什么是点电荷呢？什么是点电荷呢？理理想想化化模模型型什么是点电荷呢？什么是点电荷呢？带电体的带电体的形状形状和和大小大小对相互作用力的大小对相互作用力的大小可以忽略可以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为那么带电体可以看作一个点，称为点电荷点电荷.例例:一个半径一个半径r1=10cm的带电圆盘的带电圆盘,如果考虑它和如果考虑它和d1=10m处某个电子的作用力处某个电子的作用力,就完全可以把它看作就完全可以把它看作_.点电荷点电荷关于点

5、电荷的下列说法中正确的是关于点电荷的下列说法中正确的是()()A.A.真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的 B.B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C.C.足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而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究的问题的影响是否可忽略不计是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可忽略不计.ABD ABD 体积和带电量都很小的带电体就可以看成点电荷体积和带电量都很小的带电体就可以看成点电荷根据根据 可知，当可知，当r r 时，时，F 0F 0根据根据 可知，

6、当可知，当r 0r 0时，时，F F 122q qFkr 122q qFkr 122q qFkr库仑定律库仑定律2)2)库仑定律只能计算力的大小库仑定律只能计算力的大小 ,方向在其连线上方向在其连线上,还需进一步通过还需进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定来确定同种电荷同种电荷异种电荷异种电荷1 1)计算时计算时q q1 1、q q2 2只代入大小只代入大小,“+”“+”、“-”“-”号不要代入号不要代入4.4.注意：注意：3)3)求两个以上的点电荷间的相互作用力时求两个以上的点电荷间的相互作用力时,遵循遵循单独单独叠加叠加原则原则力的作用有相互性力的作用有相互

7、性F F1 1 =-=-F F2 2氢原子中，原子核只有氢原子中，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,它们之它们之间距离间距离 r r=5.3=5.31010-11-11 m m 求氢原子核与电子之间的库仑求氢原子核与电子之间的库仑力力F F电电及它们之间的万有引力及它们之间的万有引力F F引引？(质子的质量为质子的质量为1.671.671010-27-27kgkg电子的质量为电子的质量为9.19.11010-31-31kgkg）221rqqkF 电电N)103.5()106.1(100.92112199 N102.88 221rmmGF 引引N)103.5(10

8、67.1101.91067.6211273111 N106.347 392.3 10FF引库微观粒子间的万有引力远小于库微观粒子间的万有引力远小于库仑力仑力,因此在研究微观带电粒子的因此在研究微观带电粒子的相互作用时相互作用时,可以把万有引力忽略可以把万有引力忽略.库仑定律与万有引力定律的比较：库仑定律与万有引力定律的比较：定定律律公式公式公式公式适用适用范围范围共同点共同点不同点不同点库库仑仑定定律律221rQQkF 与两个物体与两个物体质量有关质量有关,只有引力只有引力.万有万有引力引力定律定律2rMmGF 点点电电荷荷质质点点与两个物体与两个物体电量有关电量有关,有引力有引力,也也有斥力

9、有斥力.都与距离的平方成反比;都与某个量的乘积成正比;都都有一个常数.影响大小影响大小的因素的因素Q1、Q2、rM、m、r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 的等边的等边三角形的三个顶点上三角形的三个顶点上,每个点电荷都是每个点电荷都是 ,求它们的库仑力？求它们的库仑力？6210C q1q2q3F1F30F2+AB 用绝缘丝线悬挂一质量为用绝缘丝线悬挂一质量为m m的带电小球的带电小球B,B,放置在电荷量为放置在电荷量为+Q+Q的小球的小球A A附近附近.A.A、B B两球在同一水平面上相距两球在同一水平面上相距S,S,丝线与竖直丝线与竖直

10、方向夹角方向夹角=37=37,A,A、B B两带电球可看成点电荷。两带电球可看成点电荷。1)1)丝线拉力丝线拉力2)A2)A、B B两球之间的静电力两球之间的静电力 3)B3)B球所带电荷的性质球所带电荷的性质4)B4)B球的电荷量的大小球的电荷量的大小含库仑力的共点力的平衡(1)(1)确定对象确定对象(2)(2)受力分析受力分析(3)(3)合成或正交分解合成或正交分解(4)(4)运用平衡条件运用平衡条件一个定律：一个定律：库仑定律一个模型：一个模型：理想化模型一个公式：一个公式：122q qFkr一种物理实验方法：一种物理实验方法：控制变量法一种物理研究进程一种物理研究进程：定性研究定性研究

11、定量研究定量研究 三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c,c,原来原来c c不带电不带电,a,a和和b b带带等量异种电荷等量异种电荷,相隔一定距离放置相隔一定距离放置a a、b b之间的静电力之间的静电力为为F.F.现将现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后拿开接触后拿开,则则a a、b b之间的之间的静电力将变为静电力将变为()()A AF/2 BF/2 BF/4 CF/4 CF/8 DF/8 D3F/83F/84q2qC2q81FF B+qA-qrBAr所以：所以：82qqqBAC2q B设星球带负电设星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面一电子粉尘悬浮在距星球

12、表面1000km1000km的地方的地方,又若将同样的电子粉尘带到距又若将同样的电子粉尘带到距星球表面星球表面2000km2000km的地方相对于该星球无初速的地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘释放，则此电子粉尘()()A.A.向星球下落向星球下落 B.B.仍在原处悬浮仍在原处悬浮C.C.推向太空推向太空 D.D.无法判断无法判断在一条直线上有两个相距在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷的点电荷A、B，A带带电荷量为电荷量为+Q，B带电荷量为带电荷量为-9Q。现引入第三个点电。现引入第三个点电荷荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则C应带什应带什么性质的电荷，电荷量为多少？么性质的电荷，电荷量为多少？AB三个点电荷平衡规律三个点电荷平衡规律:共线，同夹异，大夹小，近小远大共线，同夹异，大夹小，近小远大