库仑定律（高中物理教学课件）完整版

静电的威力02.库仑定律图片区授课教师：授课时间：2024年4月27日问题：不同性质的电荷间的相作用力是怎样的？答：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引观看视频：问题：为什么静电能把小孩子打飞？答：同种电荷相排斥的结果。思考：电荷间的相互作用力的大小与什么因素有关？探究影响电荷间相互作用力的因素距离越远，张角变

，说明小球受力变

。距离越近，张角变

，说明小球受力变

。电量减小，张角变

，说明小球受力变

。大小小大小小以上实验表明：电荷之间的作用力：随距离的增大而减少；随电荷量的增大而增大实验的研究方法：控制变量法。问题：电荷之间的力与距离以及电量具体是怎样的定量关系？会不会与万有引力类似？库仑事实上，电荷之间的作用力与万有引力是否相似的问题早已引起当年一些研究者的注意，英国科学家卡文迪什和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。不过，最终解决这一问题的是法国科学家库仑。他最先用实验证明了这一猜测是正确的。库仑扭秤AC为带电小球，B为使AB杆平衡的小球，AB杆通过细丝悬挂，上方有刻度盘。实验原理：AC之间的静电力使细丝扭转，根据扭转的角度可知力的大小（类似胡克定律）。实验方法：控制变量法。实验步骤：电量不变时探究力与距离的关系结论：距离不变时探究力与电量的关系结论：一.库仑扭秤静电力的大小：由库仑扭秤实验静电力的方向：在他们的连线上1.库仑定律：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。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。表达式：静电力常量：适用条件：①真空中；②静止的点电荷（电荷量分布均匀的球体外部）二.电荷之间的作用力点电荷：当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。注意：①点电荷是理想化模型。②计算库仑力大小时只需将电荷量的绝对值代入③库仑力方向在两者连线上，同性相斥异性相吸历史事件时间先后：万有引力定律（1687）

库仑扭秤（1784）

库仑定律（1785，1787年改进）

万有引力常量（1789）

静电引力常量（1881）。（1881年第一届国际电学大会确定库仑为电荷量的国际单位，至此才可以计算出静电引力常量。）二.电荷之间的作用力例1.已知氢核的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢原子核与电子之间的库仑力和万有引力可见，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。若存在两个以上点电荷，每个电荷受到的静电力又是怎样的呢？实验表明，两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。即：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的作用力的矢量和。例2.真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷量都是2×10-6C,求它们各自所受的静电力。分析：每个电荷受其它两个电荷的斥力作用，由对称性可知求一个电荷（q3）的作用力即可。q3受力方向为q1与q2连线的垂直平分线向外q1与q2受力与以上类似。例3.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3q/8，应该怎么操作？答：B与A接触再分开，C与A接触再分开，C与B接触再分开。例4.真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B之间的静电力变为多少？若再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力又为多少？F/8F/32例5.在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多少？qqqqF1F2F3例6.两个完全相同的金属小球，相距为r，所带电荷量的绝对值之比为1：7，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用的库仑力可能变为原来的（）A．4/7 B．3/7 C．9/7 D．16/7例7.关于点电荷的下列说法中不正确的是(