1、 库仑定律库仑定律 问题导入问题导入 带正电的带电体带正电的带电体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减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化? 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关电荷之间作用力的大小与哪些因素有关?随着距离的增大而减少随着距离的增大而减少随着电荷量的增大而增大随着电荷量的增大而增大库伦 真空中两个静止点电荷之间的相互作用
2、力，跟它们电荷量的真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。的连线上。一、库仑定律一、库仑定律适用范围适用范围: 真空中真空中 静止的点电荷静止的点电荷静电力或库仑力：电荷间的相互作用力。静电力或库仑力：电荷间的相互作用力。FF精确研究精确研究q1q2r点电荷点电荷质点质点：只有：只有q、m，没有大小形状没有大小形状带电的带电的形状、大小、电荷分布可以忽略形状、大小、电荷分布可以忽略均匀带电的球体或球壳均匀带电的球体或球壳+ 注意：一个带电体能否看做点电荷，是相对
3、于具体问题而言注意：一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其形状和大小确定。的，不能单凭其形状和大小确定。 想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看做是集中在球心想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？位置的点电荷？+Q+QL=4r+Q-QL=4r 因为电荷间的作用力，电荷并不能均匀的分布在球体上，因为电荷间的作用力，电荷并不能均匀的分布在球体上，所以不可以。所以不可以。同种电荷同种电荷异种电荷异种电荷二、库仑的实验二、库仑的实验微力难于测量微力难于测量FFq1q2rF 非常微弱非常微弱库伦扭秤库伦扭秤的结构：的结构：带电小球带电小球A与后来的球与后
4、来的球C，产生库伦产生库伦力力不带电小球不带电小球B、用来来平衡小球、用来来平衡小球A重重力力2r1F 小量放大小量放大电量无法测量电量无法测量+q+3q猜想：猜想：接触接触+2q+2q均分均分验证：验证：+F+2q电量电量均分均分 它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，因此，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，因此，可以断定这两个小球接触后所带的电荷量相等。可以断定这两个小球接触后所带的电荷量相等。电荷均分电荷均分21qqF 122q qFkr k为静电力常量：为静电力常量：k = 9.0109 Nm2/C2。q为电荷量：计算大小时只将电荷量的绝对值代入。为电荷量：计算
5、大小时只将电荷量的绝对值代入。均匀带电球体间的作用，均匀带电球体间的作用，r是球心间的距离。是球心间的距离。r公式不适用于公式不适用于r0的情况。的情况。r是两点电荷间的距离。是两点电荷间的距离。 在两点电荷的连线上在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥同种电荷相斥 , 异种电荷相吸。异种电荷相吸。FBAFABFABFBAABAB122q qFkr 例例1：如下图所示，两个带异种电荷，电量均为：如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均质金属小球，小的均质金属小球，小球的半径为球的半径为r，两球相距为，两球相距为R，那么它们之间库伦力大小（，那么它们之间库伦力大小（ ）+Q-QRB+Q-QR 课
6、堂练习课堂练习22)2(RrQkA、等于22Rr2QkB)(、大于22Rr2QkC)(、小于22RQkD、等于1C1C1m三、静电力的计算三、静电力的计算代入数据：代入数据：N1009N1111009rqqkF929221.库仑是一个非常大的电荷量单位库仑是一个非常大的电荷量单位100万吨万吨mg只有百万分之一库伦只有百万分之一库伦可达几百库仑可达几百库仑课本例题课本例题1： 在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.31011 m。试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。你有什么发现？你有什么发现？电荷的正
7、负只决定它是斥力还是引力与电荷的正负只决定它是斥力还是引力与F电电大小无关。大小无关。万有引力非常小，可以忽略。万有引力非常小，可以忽略。解：质子与电子之间的库仑力解：质子与电子之间的库仑力 F电电为为221rqqkF库N1028N1035106110611009821119199.).().().(.质子与电子之间的万有引力质子与电子之间的万有引力 F引引 为为221rmmGF 引N1063N1035101910671107647211312711.).().().(.库仑力与万有引力的库仑力与万有引力的比值为比值为391032FF .引库库伦力的矢量运算库伦力的矢量运算 库仑定律描述的是两
8、个点电荷之间的作用力。如果存在两个以库仑定律描述的是两个点电荷之间的作用力。如果存在两个以上点电荷，那么要对这个点电荷的作用力进行的矢量求和。上点电荷，那么要对这个点电荷的作用力进行的矢量求和。+F+2qF1F2F3q1q2q3+课本例题课本例题2： 真空中有三个点电荷，它们固定在边长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，每个点电荷都是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求它们所受的库仑力。解：解：q3 共受共受 F1 和和 F2 两个力的作用，两个力的作用，q1 = q2 = q3 = q，相互间的距离相互间的距离
9、r 都相都相同同 , 所以所以根据平行四边形定则，合力是根据平行四边形定则，合力是:合力的方向沿合力的方向沿q1 与与q2 连线的垂直平分线向外。连线的垂直平分线向外。NNrqkFF144. 005)100 . 2(100 . 922692211F=2F1cos30=0.25NF1F2F3q1q2q3+课堂练习课堂练习例例2：真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球：真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和和B（均可看作（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为F。现用一个不带电。现用一个不带电的同样的金属小球的同样的金属小球C先与先
10、与A接触，再与接触，再与B接触，然后移开接触，然后移开C，此时，此时A、B之间的静电力变为多少之间的静电力变为多少?若再使若再使A、B之间距离增大为原来的之间距离增大为原来的2倍，则它倍，则它们之间的静电力又为多少们之间的静电力又为多少?解：设解：设A、B的电量分别是的电量分别是q和和-q，距离为，距离为r，则，则22rqkF C、A接触接触：2qqqACC、B再接触再接触：4q2q2qqqBC)(此时此时AB间的静电力变间的静电力变为：为：2222BArqk81r4q2qkrqqkFF81距离增大为原来距离增大为原来2倍，则倍，则2222BArqk321r24q2qkrqqkF )(F321
11、课堂小结课堂小结一、库伦定律一、库伦定律 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。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。适用范围适用范围: 真空中真空中 静止的点电荷静止的点电荷 ：只有：只有q、m，没有大小形状的点没有大小形状的点二、库仑的实验二、库仑的实验微力难于测量微力难于测量小量放大小量放大电量无法测量电量无法测量电荷均分电荷均分122q qFkr k为静电力常量：为静电力常量：k = 9.0109 Nm2/C2。q为电荷量：计算大小时只将电荷量的绝对值代入。为电荷量：计算大小时只将电荷量的绝对值代入。均匀带电球体间的作用，均匀带电球体间的作用，r是球心间的距离。是球心间的距离。r公式不适用于公式不适用于r0的情况。的情况。r是两点电荷间的距离。是两点电荷间的距离。谢谢观看！谢谢观看！
