1、库仑定律库仑定律1.1.掌握库仑定律，要求知道点电荷的掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其表达概念，理解库仑定律的含义及其表达式，知道静电力常量。式，知道静电力常量。2 2.会用库仑定律的公式进行有关的计会用库仑定律的公式进行有关的计算。算。3 3.知道库仑扭秤的实验原理。知道库仑扭秤的实验原理。学习目标学习目标同种电荷之间存在斥力同种电荷之间存在斥力异种电荷之间存在引力异种电荷之间存在引力甲乙丙复习回顾电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？探究起航请同学们思考：请同学们思考：1 1、一个放在北京的电荷和一个放在南京、一个放在北京的电荷和一个放在南京的电荷之间的的电荷之间
2、的作用力是否可以忽略作用力是否可以忽略？2 2、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互靠近，、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互靠近，电荷之间的作用力与思考电荷之间的作用力与思考1 1中的力相比较，哪个大？中的力相比较，哪个大？3 3、视频：小孩被静电打飞了、视频：小孩被静电打飞了4 4、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？电飞吗？大胆猜想影响电荷间大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素相互作用力的因素1.1.可能跟电荷电量有关可能跟电荷电量有关2.2.可能与两个电荷间可能与两个电荷间的距离有关的距离有关 O是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、
3、P2、P3位置，比较相同的小球在不同位置所受带电体的作用力的大小思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？思考二：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？大胆猜想影响电荷间大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素相互作用力的因素1.1.可能跟电荷电量有关可能跟电荷电量有关2.2.可能与两个电荷间的可能与两个电荷间的距离有关距离有关 O是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较相同的小球在不同位置所受带电体的作用力的大小实验表明：实验表明：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。随着距离
4、的增大而减小。根据控制变量法可猜想：根据控制变量法可猜想：2221qqF r r一定时，一定时，r1F2r1F q q一定时，一定时，21qqF 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律。作用的定性规律。卡文迪许和普里斯特等人都确信卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比平方反比”规律适用于电荷间的力。规律适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验法国物理学家库仑。库仑做了大量实验,于于17851785年得出了库仑定律。年得出了库仑定律。一、库仑定律一、库仑定律
5、1.1.内容：内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，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的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。上。2.2.适用条件：适用条件：电荷间的这种作用力叫做电荷间的这种作用力叫做静电力静电力或或库仑力。库仑力。（1 1）真空中）真空中 （2 2）静止的）静止的 （3 3）点电荷点电荷3 3、点电荷、点电荷 （1 1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远）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间的距离，以
6、至带电体自身的大小、形状及电荷分小于它们之间的距离，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影响甚小，相对来说可把布状况对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体看看作一带电的点，叫做点电荷。作一带电的点，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,即使它们之间的即使它们之间的距离不是很大距离不是很大,一般也可以当作电电荷来处理一般也可以当作电电荷来处理-电荷集中在球电荷集中在球心的点电荷。心的点电荷。（2 2）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。的质点。二、库仑的实验二、库仑的实验
7、(一一)、法国物理学家、法国物理学家库库仑仑利用扭秤研究出了电利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系跟电量和距离的关系。二、库仑的实验二、库仑的实验(一一)、法国物理学家、法国物理学家库库仑仑利用扭秤研究出了电利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系跟电量和距离的关系。1、实验装置：、实验装置：库仑扭秤库仑扭秤2、器材组成、器材组成：细银丝、绝缘细银丝、绝缘架、带电的金属小球架、带电的金属小球A和和C、不带电的小球不带电的小球B3、实验原理：、实验原理：A和和C之间的作之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度用力使悬丝扭转，扭
8、转的角度和力的大小有一定的对应关系和力的大小有一定的对应关系想一想：B球的作用是什么呢？使A球在水平面内平衡平衡小平衡小球球细银丝细银丝带电小球带电小球C C带电小球带电小球A A刻度盘与指刻度盘与指针针4 4、实验方法、实验方法：控制变量法控制变量法5、实验步骤：探究F与r的关系：（1）把另一个带电小球把另一个带电小球C插入容器并插入容器并使它靠近使它靠近A时，记录扭转的角度可以比时，记录扭转的角度可以比较力的大小较力的大小（2)改变改变A和和C之间的距离之间的距离r，记录每次悬，记录每次悬 丝扭转的角度，便可找出丝扭转的角度，便可找出F与与r的关系的关系探究F与q的关系：改变改变A和和C的
9、电量的电量q1、q2，记录，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出每次悬丝扭转的角度，便可找出F与与q1、q2的关系的关系 在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？ACQA4Q电量均分A2QC2QAD2Q条件：完全相同的小球1 1、当电量不变时，、当电量不变时，F F与距离与距离r r的二次方的二次方成反比成反比F1/r22 2、当之间距离不变时，、当之间距离不变时，F F与与q q1 1、q q2 2的乘的乘积成正比积成正比 FqFq1 1q q2 2结论：结论：综合结论:221rQQkF QQF21rF21式中的式中的k是比
10、例系数，叫做静电力常量。通过实是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为验测定其值为:229/100.9CmNk221rQQF库仑定律实验视频库仑定律实验视频（二）、库仑定律的表达式（二）、库仑定律的表达式221rqqkF 式中的式中的k是比例系数，叫做静是比例系数，叫做静电常量。电常量。9229.0 10 N m/Ck计算大小时只需将电荷量的计算大小时只需将电荷量的绝对值绝对值代入。代入。方向：方向：在两点电荷的连线上在两点电荷的连线上39103.2 引库FF微观粒子间的万有引力远小微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万带电粒子的
11、相互作用时，万有引力忽略不计。有引力忽略不计。如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所变化。三个点电荷的存在而有所变化。两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。的作用力的矢量和。例例2 真空中有三个点电荷，真空中有三个点电荷，它们固定在边长它们固定在边长50 cm的等的等边三角形的三个顶点上，每边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是个点电荷都是
12、+210-6 c,求：求：Q3所受的库仑力。所受的库仑力。Q2Q1Q3解：解：Q3共受共受F1和和F2两两个力的作用，个力的作用，Q1=Q2=Q3=Q，相互，相互间的距离间的距离 r 都相同都相同,所以所以例例2 真空中有三个点电荷，真空中有三个点电荷，它们固定在边长它们固定在边长50 cm的等的等边三角形的三个顶点上，每边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是个点电荷都是+210-6 c,求：求：Q3所受的库仑力。所受的库仑力。Q2Q1Q3Q1Q2Q3F2F1F30根据平行四边形定则，合力是:NFF25.030cos21例例3 真空中两个相同的带等量真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球异号电
13、荷的金属小球A、B(均均可看作点电荷），分别固定在可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为两处，两球间静电力为F。现。现用一个不带电的同样的金属小用一个不带电的同样的金属小球球C先与先与A接触，再与接触，再与B接触，接触，然后移开，此时然后移开，此时A、B球间的球间的静电力变为多大？若再使静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的间距离增大为原来的2倍，倍，则它们间静电力又为多大？则它们间静电力又为多大？C32412FFF4Q2QC2QAB2Q4Q81FFB+QA-QrBAr2r所以：82QQQBA解解析析例例4 光滑绝缘的水平地面上光滑绝缘的水平地面上有相距为有相距为L的点电荷的点电荷A、B，带电量分别为带电量分别为4Q和和+Q，今引入第三个点电荷今引入第三个点电荷C，使，使三个点电荷都处于平衡状态三个点电荷都处于平衡状态，则，则C的电量和放置的位置的电量和放置的位置是（是（）A Q，在，在A左侧距左侧距A为为L处处B 2Q，在，在A左侧距左侧距A为为L/2处处C 4Q，在，在B右侧距右侧距B为为L处处 D +2Q，在，在A右侧距右侧距A为为3L/2处处-4Q+QFAFAFBFBFAFBFBFAFA=FB由库仑定律得：解得：解得：q=4Q 带负电带负电C
