一、电荷库仑定律 (3).pptx

今天 我们闭合开关就可以接通电路 电灯发出柔和的光 收音机播放动听的乐曲 电视机播映声情并茂的节目 导入新课 这一切早都习以为常 电的大规模应用给予人们对电的认识 然而 人类是怎样获得有关电的知识 下面观看一段视频 让我们走进电的世界 电 电现象 视频 电现象 我们可以上网 看电视 收听音乐冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星天气干燥的时候 手摸到铁器的时候会发麻大家还知道哪些类似的现象 这是为什么 因为有 电 想一想 1 1电荷库仑定律 知识与技能知道元电荷 点电荷 静电常量通过实验理解电荷守恒定律理解库仑定律的含义和表达式过程与方法通过对比天电和地电 以及定性和定量 神学和科学对电现象的认识 了解人类对电荷的认识过程 教学目标 情感态度与价值观通过了解人类对电现象的认识过程 体会人类探索自然规律的科学方法 科学态度和科学精神培养热爱生活的情趣 热爱生活探索神秘世界 重点学习和借鉴本节课的研究方法解决实际问题电荷守恒 库仑定律的特点和规律难点电荷守恒 库仑定律 教学重难点 本节导航 一 接引雷电下九天二 电荷三 电荷守恒四 库仑定律 电闪雷鸣 电闪雷鸣是自然界常见的现象 古人认为那是 天神之火 是天神对罪恶的惩罚 在很长的历史时期内对它充满畏惧 欧洲文艺复兴时期科学精神得到解放 活跃的科学思想和对丰富多彩的自然现象的好奇心 鼓舞着人们独立思考的勇气 在对自然的研究上 给了人们丰富的思想营养 点燃了热情 激发了好奇心 天上的雷电和我们平时接触到的电究竟有没有联系 如果有 会有什么联系 这个答案在1752年6月的一个阴雨天 富兰克林为我们解答了 他用绸子做了一个大风筝 在风筝顶上安了一根细铁丝 一根麻线的一端连接铁丝 另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中 他和儿子一起把风筝放到天上 牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内 当一阵雷电打下来 他看见末端的纤维散开 并且莱顿瓶也带上了电 同学们千万不要重复这样危险的实验哦 富兰克林美国科学家 发明家 政治家 美利坚合众国创始人之一 富兰克林的实验证明了闪电是一种放电现象 与摩擦产生的电没有区别 他为我们揭开了天电的奥秘 统一了天电和地电 使人们摆脱了对雷电现象的迷信 我们知道了天电与地电的关系 那么 地上的电有什么性质 它是从哪里来 它的存在跟我们的生活有哪些关系 接下来 我们就共同探讨这个问题 1 静电现象 经过摩擦的物体 如塑料笔杆 玻璃棒 能够吸引轻小物体 我们说这些摩擦过的物体带了电荷 这些电荷静止在物体上 这类现象叫做静电现象 初中时学过 使物体带电的方法是摩擦起电法 还有哪些方法可以使物体带电 怎样使用验电器 验电器结构如何 原理是什么 验电器 如何知道物体是否带电了 静电计 一种特殊的验电器 上面是个金属球 下面是一根固定的金属杆和一个金属箔片 能够根据指针偏转的角度表示带电的多少 用玻璃棒或塑胶棒和丝绸摩擦后 用棒去接触验电器的金属球 发现箔片张开 表明玻璃棒带了电 玻璃棒和丝绸为什么会带电 这种使物体带电的方法叫什么 2 摩擦起电 摩擦起电 物体是怎样带电的 物体带电 使物体中的正负电荷分开的过程 不带电物体 正负电荷等量 带正电 物体失去一些电子带正电 带负电 物体得到一些电子带负电 中和 等量异种电荷相互抵消的现象 摩擦起电 丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒都带电 它们有什么不同 3 接触起电 接触起电的实质是什么 接触 带电球A 不带电球B A B都带电 带电球A与不带电球B接触 最后B球也带上电 是电子从一个物体转移到另一个物体上 接触起电的实质 电子的转移 4 感应起电 取一对用绝缘支柱支持的金属导体A B 使它们彼此接触 起初它们不带电 贴在其下面的金属箔是闭合的 1 带正电荷的球C移近导体A 可以看到A B上的金属箔都张开了 这表示A B上都带了电 2 如果把A B分开 然后移去C 可以观测到A和 仍带有电荷 3 让 和 接触 金属箔就不再张开了 表明他们不再带电了 把电荷移近不带电的导体 可以使导体带电的现象 叫做感应起电 定义 电荷的多少叫做电荷量单位 库仑符号 大小 梳子与衣袖摩擦后电荷量不到百万分之一库仑 闪电前云层中积累电荷可达数百库仑 生活中 有时在触碰到电时会仅仅感觉到麻 然而 碰到外面的高压时 会有电死人的情况 5 电荷量 高压危险 这是因为带电量的多少不同 大量事实表明 电荷既不能创造 也不能消灭 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 这个结论叫做电荷守恒定律 到目前为止 科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量 这个最小的电荷用e表示 质子 正电子带有跟电子等量的异种电荷 元电荷 实验指出 所有带电物体的电荷量或者等于e 或者是e的整数倍 因此 电荷量e叫元电荷 观察与发现 两塑料片会相互排斥 相互作用力大小可能与电荷量大小 距离有关 用软纸在两张塑料透明片上摩擦 然后把它们相互靠近 两张塑料片之间会发生什么作用 反复实验几次 说明它们之间作用力的大小可能跟哪些因素有关 为了检验我们的观察是否正确下面再看一个演示 将一个带正电的物体放在A处 另把一个带正电的轻质小球系在线上 先后挂P1 P2 P3等位置 小球所受电荷作用力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来 观察小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度 比较小球所受力的大小 库仑 法国物理学家库仑用精确的实验研究了电荷之间的作用力 得知 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 跟它们电荷量的乘积成正比 跟它们距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 人们把这个定律就称之为库仑定律 大家来总结 K是静电力常量K 9 0 109N m2 C2 如果用Q q表示两个点电荷的电荷量 用r表示它们之间的距离 用F表示它们之问的相互作用力 则库仑定律可以表示为 库仑定律成立的条件 什么情况下电荷才能称之为点电荷 点电荷 如果两个带电体不能看成点电荷 该如何处理 例子 有三个完全一样的金属小球A B C A带电量7Q B带电量 Q C不带电 将A B固定 相距r 然后让C球反复与A B球多次接触 最后移去C球 试问A B两球间的相互作用力变为原来的多少倍 A B间的距离远大于r 解 A B球原先是引力 大小为 A B球后来是斥力 大小为 所以A B间的相互作用力减为原来的 课堂小结 1 电荷同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引2 电荷量定义 指电荷的多少单位 库仑符号 C 3 电荷守恒定律电荷既不能创生 也不能消灭 只能从一个物体转移到另一个物体 或者从无题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 4 元电荷所有带电物体的电荷量或者等于e 或者是e的整数倍 因此电荷量e叫做元电荷 5 库仑定律定义 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 跟它们电荷量的乘积成正比 跟它们距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 公式 F KQ1Q2 r2适用条件 真空 点电荷 静止 高考链接 1 06年北京卷 14 使用电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的箔片开 下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况 正确的是 B 2 04广东 已经证实 质子 中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的 上夸克带电为 下夸克带电为 e为电子所带电量的大小 如果质子是由三个夸克组成的 且各个夸克之间的距离都为L L 1 5 10 15试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力 库仑力 F1 46N 为斥力 F2 23N 为吸力 3 06年全国高考题 两个完全相同的金属小球 分别带有 3Q和 Q的电量 当它们相距r时 它们之间的库仑力是F 若把它们接触后分开 再置于相距r 3的两点 则它们的库仑力的大小将变为 A F 3B FC 3FD 9F C 课堂练习 1 有两个点电荷 所带电量的绝对值均为Q 从其中一个电荷上取下 Q电量 并加在另一个电荷上 那么它们之间的互相作用力与原来相比 A 一定变大B 一定变小C 保持不变D 无法确定 B 2 真空中有两个静止的点电荷 它们之间的作用力为F 若它们的带电量都增大为原来的2倍 距离减少为原来的1 2 它们之间的相互作用力变为 A F 2B F 4F 16F D 3 如图 在光滑水平面上固定一个小球A 用一根原长为L 由绝缘材料制成的轻弹簧把A球和另一个小球B连接起来 然后让两球带上等量的同种电荷Q 这时弹簧的伸长量为X1 如果设法使AB的电量各减少一半 这时弹簧的伸长量为X2 则 A X2 X1 4B X2 X1C X2 X1 4D X2 X1 4 A 4 如图 质量均为m的三个带电小球A B C放置在光滑的绝缘水平面上 彼此相隔的距离为L L比球的半径r大得多 B球带电荷量为QB 3q A球带电荷量为QA 6q 若在C上加一水平向右的恒力F 要使A B C三球始终保持L的间距运动 求 1 F的大小 2 C球所带的电量 1 F 162Kq2 L2 2 QC 24q 5 如图 光滑绝缘水平面上固定着A B C一个带电小球 它们的质量均为m 间距均为r A B带正电 电荷量为q 现对C施加一水平力F的同时放开三个小球 欲使三个小球在运动过程中保持距离r不变 求 1 C球的电性和电荷量 2 水平力F的大小 1 C为负电荷 QC 2q 问题与练习 1 略2 答 因为木屑在接近带点棒时 其上电子重新分布 木屑在靠近带电棒的一端会带有异号电荷 因此木屑被吸引 然后异号电荷被中和 致使木屑上与带点棒带有相同的电荷 又由于同号电荷互相排斥 木屑又跳离带电棒 3 答 按照