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(共19张PPT)
第9章　静电场及其应用
第2节　库仑定律
导入一
库仑——法国工程师、物理学家
扭秤装置
导入二
　　电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间的距离大小存在着怎样的关系呢？
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
环节一：电荷之间的作用力
　　(1)悬线与竖直方向的夹角的大小说明了什么？
　　(2)该实验说明带电小球受到的电荷间的作用力的大小与什么因素有关？大致是何种关系？
　　电荷之间的相互作用力与它们之间的距离有关，距离越大，静电力越小。
环节一：电荷之间的作用力
　　电荷之间的相互作用力还可能和什么因素有关？你是否可以设计实验对你的猜想进行验证？
　　让带电小球的带电量逐渐增加。通过对比几次实验中悬线与竖直方向的夹角，分析得出结论。
环节一：电荷之间的作用力
　　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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。
环节一：电荷之间的作用力
点电荷
质点
　　带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
点电荷也是一种理想化模型。
环节二：库仑的实验
　　在库仑生活的年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。该如何确定带电体所带的电荷量呢？
　　提示：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，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。
环节二：库仑的实验
　　将A球先和B球接触，A球和B球的电荷量均为，再将A球与C球接触，A球和C球的电荷量均为，最后再将A球和B球接触，B球的电荷量就为。
　　有三个完全相同的金属球，球A带的电荷量为q，球B和球C均不带电。现要使球B带的电荷量为q，应该怎么操作？
环节二：库仑的实验
　　库仑通过扭秤实验得出：带有同种电荷的两球之间排斥力的大小与两球中心之间的距离的二次方成反比。
　　是否能说明电荷间的相互作用力满足与距离的二次方成反比呢
环节二：库仑的实验
库仑定律的表达式：
　　k 叫作静电力常量。通过实验测定k 的数值是k=9.0×
109 N·m2/C2。
环节三：静电力计算
　　【例题1】相距1 m且均带有1 C电量的两个物体间的库仑力是多大？这一结果说明了什么？
1 C的电量非常大！
环节三：静电力计算
　　【例题2】已知氢核(质子)的质量是1.67×10-27 kg，电子的质量是9.1×10-31 kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11 m。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。
环节三：静电力计算
　　微观粒子间的万有引力远小于库仑力。因此，在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。
根据库仑定律和万有引力定律可得：
环节三：静电力计算
　　【例题3】如图甲所示，真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是2.0×10-6 C，求它们各自所受的静电力。
环节三：静电力计算
　　如图乙所示，选择点电荷q3进行受力分析，它共受到F1和F2两个力的作用。根据库仑定律，可知
　　根据平行四边形定则可得F=2F1cos 30°=0.25 N，合力F 的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
　　每个点电荷所受的静电力的大小相等，数值均为0.25 N，方向均沿另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
课堂练习
D
　　2.如图所示，带电小球A挂在绝缘的细线下端，带电小球B固定在高度可调的绝缘支架上，实验过程中始终保持两个小球在同一水平线上，两小球可视为点电荷。平衡时，两个小球间的距离为r，细线与竖直方向的夹角为θ，已知小球A的质量为m，带电量为q，静电力常量为k，重力加速度为g，则 (　　)
课堂练习
D
谢谢！

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