四川省宜宾市南溪区第二中学校高中物理 第一章 第二节 库仑定律课件 教科版选修31.ppt

库仑定律 既然电荷之间存在相互作用 那么电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢 1 悬绳为什么发生了偏转 2 当棉球的位置发生变化时 悬绳的偏转程度变化了吗 你能解释这一现象吗 1 了解点电荷模型 2 掌握库仑定律及应用 明确库仑定律及适用条件 重点 3 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与统一性 电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关 电荷量 电荷间距离 探究影响电荷间相互作用力的因素 移动电荷或改变电量观察现象 实验方法 控制变量法实验现象 当两小球电量不变时 力随距离增加而减小当距离不变时 力随电量的增加而增加 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 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 库仑做了大量实验 于1785年得出了库仑定律 库仑简介 库仑 1736 1806 电学是物理学的一个重要分支 在它的发展过程中 很多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献 法国物理学家查利 奥古斯丁 库仑就是其中影响力非常巨大的一员 库仑在1785年到1789年之间 通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究 连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章 1785年 库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律 同年 他在给法国科学院的 电力定律 的论文中详细地介绍了他的实验装置 测试经过和实验结果 一 1 实验采取的研究方法 2 如何设计实验 库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验 1 电量一定时 f与r的关系 2 r一定时 f与q1 q2 二 库仑的实验 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 与它们电量的乘积成正比 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 静电力或库仑力 其中k为静电力常量 k 9 0 109n m2 c2 库仑力的方向 在二者的连线上 真空中 点电荷 1 看成点电荷的条件 带电体之间的距离比它们自身的大小大得多 电荷均匀分布时可等效为带电体中心的距离 2 点电荷是一个理想化模型 两个电荷量大小相等的点电荷 在真空中相距1m 相互吸引力为0 9n 则他们的电荷量分别是q1 q2 将它们接触后再放到相距1m远处 他们相互作用力为 氢原子核 即质子 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 试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力 相同处 大小与距离平方成反比 相异处 库仑力的来源为电荷 万有引力的来源为质量 库仑力有吸引力与排斥力 万有引力只有吸引力 电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多 因此研究微观粒子间的相互作用时 经常把万有引力忽略不计 真空中两个完全相同的带等量电荷的金属球a和b 可看作点电荷 分别固定在两处 两球间的静电力为f 用一个不带电的完全相同的金属球c先与a接触 再与b接触 然后移去