1-2库仑定律.ppt

2库仑定律 1 通过演示实验 定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系 2 明确点电荷是个理想模型 知道带电体简化为点电荷的条件 感悟科学研究中建立理想模型的重要意义 3 知道库仑定律的文字表述及其公式表述 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性和统一性 4 了解库仑扭秤实验 一 库仑定律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 3 适用条件 1 在真空中 2 点电荷4 点电荷当带电体间的距离比它们自身的大小大得多 以至带电体的形状 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 这样的带电体就可以看成带电的点 叫做点电荷 k 9 0 109 N m2 c2 二 库仑的实验库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大小的 实验结果发现静电力F与距离r的平方成反比 库仑在实验中为研究F与q的关系 采用的是用两个的金属小球完全相同电荷量接触平分的方法 发现F与q1和q2的乘积成正比 三 静电力叠加原理对于两个以上的点电荷 两个电荷间的作用力不受其他电荷影响 其中每一个点电荷所受的总的静电力 等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的 矢量和 二 对库仑定律的理解1 适用范围 适用于真空中两个点电荷间的相互作用 1 在空气中库仑定律也近似成立 2 对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解 但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体 从而完成问题的求解 3 两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算 此时 r应指两球体的球心距 2 当多个带电体同时存在时 每一对带电体间的库仑力仍遵守库仑定律 某一带电体同时受多个库仑力作用时 可利用力的平行四边形定则求出其合力 3 库仑定律中的常量k 只有在采用国际单位制单位时 它的值才是9 0 109N m2 C2 4 库仑定律表明 库仑力与万有引力十分相似 都与距离的平方成反比 对于某些问题可利用这一相似性 借助于类比的方法求解 5 库仑力具有力的共性 它与学过的重力 弹力 摩擦力一样 具有力的一切性质 它是矢量 合成 分解时遵循平行四边形定则 能与其他的力合成 能使物体发生形变 能使物体产生加速度 2 静电力叠加原理对于两个以上的点电荷 其中每一个点电荷所受的总的静电力 等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和 这个结论叫做静电力叠加原理 例如 如图1 2 1甲所示 一个半径为R的圆环均匀带电 ab为一段极小的缺口 缺口长为L L R 圆环带的电荷量为QL 正电荷 在圆心处放置一带电荷量为q的负点电荷 试求负点电荷受到的库仑力 如图1 2 1乙所示 在环上任取对称的两点 或两小段 P Q P对O点处的负电荷产生吸引力FP 同样Q对O点处的负电荷产生吸引力FQ 这两个力大小相同 方向相反 合力为零 同理还可取P Q 等等相互对称的点 都具有相同的结论 而圆环正是由无数这样的点组成的 不难发现 在这样的圆环中心处的点电荷受力为零 2 库仑力作用下的非平衡问题跟力学问题的处理方法