资源简介

(共17张PPT)
高中物理 必修三
第九章 静电场
第二节电荷的相互作用 库仑定律
（1）研究过程 基础计算
库仑扭秤实验装置图手稿
相互排斥的塑料绳细丝
+
+
+
+
+
+
+
+
这种静止电荷之间的相互作用又叫做静电力
一、静电
电荷被束缚在塑料上不能轻易移动
同号电荷间相互排斥、异号电荷间相互吸引
这样的束缚的电荷被称为静电
改如何研究静电力的大小、方向和决定因素呢？
P
M
θ
大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素。
二、静电力的大小由哪些因素决定？
电荷量
距离
这个力的大小通过什么可以比较出来？
通过观察丝线偏角的变化
偏角越大表示小球受到的静电力越大
多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？
控制变量法
P
M
θ
P
M
θ
P
M
θ
P
M
θ
P
M
θ
P
M
θ
电荷间相互作用力的大小与带电体间的距离有关，距离越小，作用力越大
静电力的大小还与两电荷的电荷量的大小有关，电荷量越大，作用力越大
二、静电力的大小由哪些因素决定？
当时的困难
任意带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离
这种静电力非常小，没有测量如此小力的工具
当时还没有度量电荷量的单位，也就无法确定电荷量的大小
三、如何定量探究电荷间相互作用力的规律？
法国 库仑
1736—1806
点电荷
当带电体的形状、大小、电荷分布对电荷间相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看成带有电荷的点，这样的带电体叫做点电荷。
内容：
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。
电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。
四、库仑定律
法国 库仑
1736—1806
比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
弹性扭丝
旋转螺丝
刻度
绝缘棒
A
B
C
库仑扭秤实验装置
四、库仑定律
弹性扭丝
旋转螺丝
刻度
绝缘棒
A
B
C
库仑扭秤实验装置
四、库仑定律
库仑扭秤
细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B
A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系
使A球在水平面内平衡
实验装置：
器材组成：
实验原理：
适用条件：
四、库仑定律
法国 库仑
1736—1806
真空中
静止的
点电荷
运动电荷的相关规律将在选择性必修二学到
如若是不能忽略体积的点电荷呢？
有介质的情况下会引入介电常数ε
电荷均匀分布的球体也符合库仑定律
同种电荷电荷分布在金属球外侧
异种电荷电荷分布在金属球内侧
+Q
+Q
r
+
+
+
+
+
+
+Q
-Q
r
-
-
-
+
+
+
四、库仑定律
法国 库
1736—1806
带点金属小球靠近时也符合库仑定律吗？
在点电荷的连线上
+
+
q1
q2
-
-
F斥
F斥
F斥
F斥
+
-
F引
F引
①计算时只代电荷量的绝对值；
②需通过同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断库仑力的方向。
方向：
法国 库仑
1736—1806
四、库仑定律
注意：
（1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型 ；类似于力学中的质点，实际上是不存在的。
（2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。
五、点电荷
典型例题1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，每个点电荷的带电量都是 2×10-6 C,求它们各自所受的库仑力。
q1
q2
q3
＋
＋
＋
【解析】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 , 所以
根据平行四边形定则，合力是:
合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。
变式训练1关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）
（ A ）库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体
（ B ）根据，当两个带电体间的距离趋近于零时库仑力将趋向无穷大
（C）带电荷量分别为3Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍
（ D ）库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷
D
一、库仑定律
课堂小结
二、点电荷
方向在在点电荷的连线上
适用范围是在真空中、静止的点电荷
当带电体的形状、大小、电荷分布对电荷间相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看成带有电荷的点，这样的带电体叫做点电荷。
完成作业2
课堂作业

展开更多......

收起↑