13.1 电荷库仑定律13.1 电荷库仑定律第一课时.ppt

13 1电荷库仑定律 第十三章电场 河北师大附中李喜昌 第一课时电荷库仑定律 1 具有什么特性的物体我们说它具有电性 2 自然界存在几种电荷 哪几种 它们相互作用的关系怎样 3 你知道有哪些方法可以使物体带电 答 我们称具有吸引轻小物体的性质的物体具有电性 答 自然界只存在两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷 同种电荷相互推斥 异种电荷相互吸引 答 摩擦起电和接触起电 在初中阶段 我们学习过有关电学方面的知识 请大家回顾一下 1 用丝绸摩擦玻璃棒 玻璃棒为什么会带正电 摩擦起电的实质是什么 2 接触起电的实质是什么 接触起电电荷分配有什么规律 3 除了摩擦起电和接触起电 还有什么方法能使物体带电 玻璃棒失去一些电子而带正电 同时丝绸得到这些电子而带负电 玻璃棒和丝绸带上了等量的异种电荷 摩擦起电的实质是一个物体上的电子转移到另一个物体上 把相互转移电荷的物体看成一个系统 它们带电的总量是不变的 注意 摩擦起电没有创造电荷 接触起电的实质是一个物体上的电子转移到另一个物体上 把相互转移电荷的物体看成一个系统 它们带电的总量是不变的 两个完全相同的金属小球接触时的电荷量分配规律是 原来带异种电荷 先中和后平分 原来带同种电荷 总电荷量平分 注意 接触起电没有创造电荷 也没有消灭电荷 三种起电现象之感应起电 点击右图观看实验 1 静电感应 把电荷移近不带电的导体 可以使导体带电的现象 叫做静电感应 2 感应起电 利用静电感应使物体带电 叫做感应起电 3 静电感应的原因 把正带电球移近金属导体时 导体上的自由电子被吸引过来 因此导体两端带上了等量的异种电荷 感应起电没有创造电荷 而是使物体中的正负电荷分开 将电荷从物体的一部分转移到另一部分 摩擦起电 接触起电 感应起电等三种起电的物理过程 都是电子在物体之间或物体各部分之间的转移 即电子的得失 得到电子的带负电 失去电子的带正电 但该过程中系统的电荷总量保持不变 电荷既不会创造 也不会消灭 只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一部分转移到另一部分 在转移的过程中 电荷的总量不变 一 电荷守恒定律 一个具有电性的物体我们把它称之为带电体 一个带电体的电性究竟有多强 在物理学中是通过什么物理量来表示的呢 电荷量 简称 电量 库仑 所有带电体的电荷量是不是具有什么规律呢 二 元电荷 元电荷是电荷量的单位 不是指某电荷 一个电子的电量e 1 6 10 19c 物体的带电过程即电子的转移过程 即物体得失电子的过程 物体得失的电子数只能是整数 因此任何一个带电体所带的电量都是1 6 10 19c的整数倍 电荷量e的数值最早由美国科学家密立根用实验测得 元电荷 电荷量1 6 10 19c称为元电荷 比荷 带电体的电荷量和质量的比值 叫做比荷 q m 电子的比荷也是一个常用的物理量 电子的比荷为 基本粒子的比荷反映了基本粒子本身的特性 发现新基本粒子的途径 同种电荷相推斥 异种电荷相吸引 那么 它们之间的作用力的大小由哪些因素决定呢 三 库仑定律 正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样 库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷 无疑这是人类思维方法的一大进步 1 点电荷 引入目的 点电荷的电量 位置可以准确地确定下来 因为电荷间的相互作用力跟它们的距离有关系 定义 带电的质点就是点电荷 物体能被看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们的大小大得多 以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时 这样的带电体就可以看成点电荷 点电荷是一个理想化的物理模型 真正的点电荷是不存在的 点击右图观看实验 2 电荷间作用规律的研究 3 电荷间作用的规律 结论 控制变量法 距离越近 作用力越大 电量越大 作用力越大 电荷距离不变 改变电量 电量不变 改变距离 结论 1 研究内容 真空中两个点电荷之间的作用力跟哪些因素有关系 有什么关系 3 实验依据 库仑扭秤实验 k 9 0 109n m2 c2 4 适用条件 真空 点电荷 2 三种表述 真空中两个点电荷之间相互作用力 跟它们的电荷量的乘积成正比 跟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 库仑定律是电磁学的基本定律之一 它由法国物理学家库仑 1736 1806 在实验研究中于1785年发现 4 库仑定律 记住库仑定律表达式 明确公式中各个字母的意义 理解两个点电荷之间的静电力 也可称为库仑力 跟它们电量的乘积成正比 跟他们之间距离的平方成反比 明确使用公式时 只代入绝对值 相互作用力的方向根据同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引来判断 明确静电力是一种 性质力 两个点电荷之间的相互作用力遵守牛顿第三定律 大小相等 方向相反 并且在一条直线上 对于一个点电荷同时受到另外几个点电荷的作用力的点电荷系统 能应用力的独立作用原理 按照力的合成法则 求出这个点电荷受到的合力 5 从以下几个层面理解和掌握库仑定律 k的物理意义 k在数值上等于两个1c的点电荷在真空中相距1m时的库仑力 在si中k 9 0 109n m2 c2 掌握库仑定律适用条件 真空中两个点电荷之间的相互作用力 这一点与万有引力定律很相似 但又有所不同 对于质量分布均匀的两个球 不论两球相距多近 r都等于球心距 万有引力定律都是适用的 而对于带电导体球 距离近了以后 电荷会重新分布 不能再用球心距代替r 库仑定律不再适用 了解介质中的库仑定律 知道公式中 为介电常数 由介质决定 介质不同 介电常数也不同 真空的介电常数 1 明确对于 当r 0时 两个电荷已不能看作是点电荷 因此不能得出f 的错误结论 四 小结 一个物体 另一个物体 物体的一部分 物体另一部分 电子 转移 电子 转移 三种起电 电荷 自然界中只存在两种电荷 同斥异吸 电荷量q 电荷的多少 任何一个带电体所带的电量都是1 6 10 19c的整数倍 使物体带电的方法及实质 a 摩擦起电 c 感应起电 b 接触起电 系统的电荷总量保持不变 电荷守恒定律 库仑定律 真空中两个点电荷间的静电力 库仑力 性质力 方向 在两点电荷的连线