9.2库仑定律ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中物理高二上学期必修第三册.rar

q1q2+P1C+FF第九章 静电场及其应用9.2.库仑定律知识回顾1.万有引力定律的内容?自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体质量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比。2.其表达式为:221rmmGF 万3.两个物体之间的作用力（引力）随着质量的增大而增大，随着距离的增大而减小。问题？带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置.带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化呢？电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？思考讨论不同带电体之间力的作用大小是相同的吗？否带电量相同，带电小球偏转角不同 ,可见其受力大小不同。+Q+qq不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远，物体受到的库仑力就越小。探究影响电荷间的相互作用力的因素实验装置+1P2P3P实验过程实验方法：说明：（）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大.（）电荷之间的作用力随距离的增大而减小.结论：控制变量法（）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.（）这种电荷之间的相互作用力叫做静电力或库仑力.实验视频小窗口播放1、F与r的关系(q不变） 结论：2、F与q的关系(r不变）21Fr12Fq q122q qFr122q qFkr 式中的式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为:k9.0109Nm2/C21.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。3.适用情况：（1）真空中（2）点电荷干燥的空气与真空中的区别并不大，因此空气中也适用。理想化模型，只有质量没有体积k：静电力常数。k=9.0109Nm2/C2库仑力是矢量，有大小，也有方向。一、库伦定律4.点电荷 （1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远小于它们之自身的大小远小于它们之间的距离间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小，影响甚小，相对相对来说来说可把带电体看作一带电的点可把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。，叫做点电荷。 均匀带电的球体均匀带电的球体,由于球所具有的对称性由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大即使它们之间的距离不是很大,一般一般也可以当作电电荷来处理也可以当作电电荷来处理-电荷集中在球心的点电荷电荷集中在球心的点电荷。 （2）点电荷是一个）点电荷是一个理想化理想化的模型，的模型， 类似于力学中的质点。类似于力学中的质点。 （3）相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑）相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑力是一对作用力和反作用力力是一对作用力和反作用力。理解点电荷只有电量，没有大小、形状的理想化模型（1）点电荷是理想化的物理模型，实际上是不存在的（2）实际的带电体在本身的大小跟带电体间的距离相比小得多时可看作是点电荷注意：是否可将带电体看作点电荷不是看它本身的尺寸大小。如：一个半径是10cm的带电圆盘，如果考虑它和相距10m处的某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果电子离带电圆盘只有1mm，那么这一带电圆盘就相当于一个无限大的带电平面。忽略带电体的大小！ 又如：同种电荷电荷布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧两个靠近的带电球体，是否可以看成是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+Q-QL=4r如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均质小球，小球的半径为r，两球相距为R，那么它们之间库伦力大小（ ）RB+Q-Q22(2)+QkrRA.等于22(2)+QkrRC.小于22QkRD.等于22(2)+QkrRB.等于【针对训练】库仑力作用下三个自由点电荷的平衡问题1模型构建。(1)三个点电荷共线。(2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力。(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，方向相反，为一对平衡力。2模型规律。(1)“三点共线”三个点电荷分布在同一直线上。(2)“两同夹异”正负电荷相互间隔。(3)“两大夹小”中间电荷的电荷量最小。(4)“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷。实验装置库仑通过“微小放大法”测量出了静电力常量k=9.0109Nm2/C2二、库伦扭称实验三、静电力计算根据库仑定律，两个电荷量为 1 C 的点电荷在真空中相距 1 m 时，相互作用力是 9.0109 N。差不多相当于一百万吨的物体所受的重力！可见，库仑是一个非常大的电荷量单位，我们几乎不可能做到使相距 1 m 的两个物体都带 1 C 的电荷量.通常，一把梳子和衣袖摩擦后所带的电荷量不到百万分之一库仑，但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达几百库仑.例1.氢原子中电子绕核旋转，质子质量 mp = 1.6710-27 kg , 电子质量 me= 9.1110-31 kg , 在氢原子中它们之间的最短距离为5.3 10-10 m。试求电子与质子间的库仑力Fe与万有引力F引之比。解：库仑力大小:2812228.2 10Neq qeFkkrr-=万有引力大小:4723.6 10N-=引pem mFGr2392.3 10epeFkeFG m m=引 真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2106 C , 求它们所受的库仑力。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 , 26 212229.0 (2 10 )N 0.144N0.5qFFkr根据平行四边形定则，合力是:12cos300.25 NFF合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。F1F2F3q1q2q3+例3 .真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可看作点电荷),分别固定在两处，两球间静电力为F.现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开,此时A、B球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的2倍,则它们间静电力又为多大？C12432=FFF4-Q2+QC2+QAB2+Q4-Q18=FFB+QA-QrBAr2r28=ABQQ Q解析 1、关于点电荷，下列说法正确的是() A只有体积很小的带电体才可以看作点电荷 B只有球形带电体才可以看作点电荷 C只有带电量很少的带电体才可以看作点电荷 D带电体能否被看作点电荷既不取决于带电体大小，也不取决于带电体的形状D典例精析解析：当带电体的大小和形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，D正确。BD3.如图所示,两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量为Q。关于两球之间的静电力,下列选项中正确的是()点拨:首先判断两个带电球能否简化成点电荷,如不能简化成点电荷就不符合库仑定律的适用条件。点拨:先确定研究对象,对研究对象进行受力分析,再根据平衡条件列方程求解。定律公式公式适用范围共同点不同点影响大小的因素库仑定律221rQQkF 与两个物体质量有关，只有引力都与距离的平方成反比都有一个常数万有引力定律2rMmGF 点电荷质点与两个物体电量有关，有引力，也有斥力Q1、Q2、rM、m、r1. 库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。2. 库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。库仑定律与万有引力定律的比较4.两两个可自由移动的点电荷分别放在个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示，两处，如图所示，A处电荷处电荷带正电带正电Q1，B处电荷带负电处电荷带负电Q2，且，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的，另取一个可以自由移动的点电荷点电荷Q3，放在直线，放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，上，欲使整个系统处于平衡状态，则则 () AQ3为负电荷，且放于为负电荷，且放于A左方左方 BQ3为负电荷，且放于为负电荷，且放于B右方右方 CQ3为正电荷，且放于为正电荷，且放于A与与B之间之间 DQ3为正电荷，且放于为正电荷，且放于B右方右方A课后作业：课本第10页练习与应用1,2,3,4,5同步训练谢谢观看