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第一章 静电场
1.2库仑定律
学习目标
1
2
3
4
新课导入
新课讲解
跟踪训练
目录
5
课堂小结
Part 01
学习目标
学习目标
1. 参与“点电荷”理想化模型的提出以及电荷相互作用的定性实验原理的分析与探究，认识库仑扭秤实验。
2. 知道什么是理想化模型，能够说出库仑定律的具体内容、适用条件，并能运用库仑定律求解带电体之间的库仑力。
3. 进一步理解模型化思想、类比思想、放大与转化思想在物理探究中的重要作用。
Part 02
新课导入
新课导入
带正电的带电体A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A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？ 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
Part 03
新课讲解
新课讲解
一、探究电荷之间的作用力
1.点电荷
当带电体间的距离比它们自身的大小大的多，带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可视为点电荷。
类似于力学中的质点，是一种理想化模型
2.对点电荷的理解
（1）理想化的模型，实际上是不存在的。
（2）均匀带电的球体,由于球所具有对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心。
新课讲解
一、探究电荷之间的作用力
3.研究两个点电荷之间的相互作用力
如图，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？
（1）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？
（2）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
新课讲解
一、探究电荷之间的作用力
3.研究两个点电荷之间的相互作用力
演示实验1
（1）距离r不变，改变电荷量
演示实验2
（2）电荷量q不变，改变距离
新课讲解
电荷之间的作用力与万有引力是否具有相似的形式呢？是否也满足“平方反比”的规律呢？最终解决这一问题的是法国科学家库仑。
（1）带电体C与小球间的作用力会随距离的减小而增大；
（2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力也会增大或减小；
实验现象
一、探究电荷之间的作用力
3.研究两个点电荷之间的相互作用力
新课讲解
二、库仑定律
卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”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法国物理学家库仑。他设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），对电荷之间的作用力开展研究。库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。
新课讲解
1.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。
2.关系式：
3.电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力
4.适用条件：
①真空中；②静止点电荷
二、库仑定律
新课讲解
三、库仑的实验
扭秤实验
实验原理与方法：
实验原理： 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。
实验方法：控制变量法
新课讲解
三、库仑的实验
探究F与r的关系：
(1)把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小。
(2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系。
改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系
探究F与Q的关系：
新课讲解
三、库仑的实验
实验操作视频：
新课讲解
三、库仑的实验
????=????????1????2????2
?
实验结论：
????∝????1????2????2
?
比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
适用条件：（1）真空中
（2）静止的
（3）点电荷
新课讲解
三、库仑的实验
实验结论：
相互作用力的方向 ：在它们的连线上（如图）。
+
+
q1
q2
r
—
—
F斥
F斥
F斥
F斥
+
—
F引
F引
注意：
（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。
四、库仑定律的初步应用
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 9.0×109 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。
1.静电力（库仑力）大小
新课讲解
四、库仑定律的初步应用
2.对静电力（库仑力）的理解：
（1）库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。
（2）对带电体的受力分析，一定不要忘记画库仑力。
（3）库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则。
（4）库仑力遵守牛顿第三定律，一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
新课讲解
新课讲解
万有引力定律
库仑定律
不同点
只有引力
既有引力又有斥力
天体间表现明显
微观带电粒子间表现明显
都是场力
万有引力场
电场
公式
条件
两质点之间
两点电荷之间
五、库仑定律与万有引力定律
Part 04
跟踪训练
跟踪训练
例1 .用控制变量法可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是(　　)
A.保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关
B.保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比
C.保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关
D.保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比
C
跟踪训练
例2?.下列对点电荷的理解正确的是(　　)
A.体积很大的带电体都不能看作点电荷
B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷
C.只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷
D.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷
D
解析：带电体能否看作点电荷是由所研究问题的性质决定的，与自身大小、形状无直接关系，故A、B、C错误；当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体均可看作点电荷，故D正确。
跟踪训练
例3.用两根等长的绝缘细绳把两个带同种电荷的相同小球悬挂在水平天花板同一位置处。两球的质量分别为mA、mB，A球所带的电荷量大于B球所带的电荷量，两球静止时细绳与竖直方向的夹角分别为α、β，且α＝β。则(　　)





A.mA＞mB B.mA＜mB
C.mA＝mB D.无法确定
C
Part 05
课堂小结
课堂小结
电荷
库仑定律
理想 模型
点电荷
表达式
k为静电力常量
大小
方向判断
扭秤实验
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。
内容
真空中、静止的、点电荷
条件
谢谢

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