一、电荷库仑定律

一 电荷库仑定律第一章电场电流 历史回顾 公元前600年左右 希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象 公元1世纪 东汉王充 论衡 顿牟掇芥 磁石引针 16世纪 英国御医吉尔伯特发现用摩擦的方法不但可以使琥珀具有吸引轻小物体的性质 而且还可以使不少别的物体如玻璃棒 玛瑙 瓷等也具有吸引轻小物体的性质 他把这种吸引力称为 电力 首先提出了电荷的概念 18世纪 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念 生活中的电现象 检验电荷的工具 验电器与静电计的区别 同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引 电荷 正 负 丝绸摩擦过的玻璃棒 毛皮摩擦过的橡胶棒 物质的微观结构是怎样的 原子的构成 原子 原子核 核外电子 质子 中子 正电 不带电 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 中性 负电 正电 摩擦起电的原因是什么 例如 丝绸与玻璃棒摩擦 玻璃棒失去电子带正电 丝绸得到电子带负电 摩擦起电的原因 摩擦时一些束缚不紧的电子从一个物体转移到另一个物体上 得到电子 带负电 失去电子 带正电 注意 两个互相摩擦的物体一定同时带上异种电荷 且电荷量相等 两个完全相同的金属小球 接触 5C 2 5C 当两个带同种电荷的带电体相接触时 均分电量 如原来带异种电荷 先中和后均分 3C 5C 3C 2C 2C 2 1C 5C 3C 2C 2C 2 1C 如原来带异种电荷 先中和后均分 1C 5C 3C 2C 2C 2 1C 如原来带异种电荷 先中和后均分 起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 实质 电荷的转移 电荷既不能创造 也不能消灭 它们只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一个部分转移到另一个部分 在转移的过程中 电荷的代数和不变 电荷守恒定律 元电荷 小球带的电量大小可能是下列数值吗 3 2 10 20c1 6 10 19cC 2 4 10 19cD 1 12 10 18cE 8 0 102c 如图A B C三只相同的导体球 架在绝缘支架上 已知A球带有正电荷 B C两球不带电 问 1 如何使B C两球都带有正电 2 如何使B C两球都带有负电 3 如何使B C两球带上异种等量的电荷 思考 电荷间的相互作用力可能和什么有关 控制变量法 猜测 方案 结论 电荷之间的作用力F随着q的增大而增大 随着r的增大而减小 带电量相同 带电小球偏转角不同 可见其受力大小不同 库仑实验 1 装置 库仑扭秤 2 原理 2 使A带正电 之后取一与A B完全相同的带正电的球C 当C靠近A时 静电力使银丝有一个扭转角 力越大扭转角度越大 3 改变A C的距离看扭转程度得 4 改变A C的电量看扭转程度得 结论 库仑定律 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 库仑定律 电荷间相互作用的电力F叫做静电力或库仑力 2 大小 k 9 0 109N m2 C2 3 方向 同性相斥 异性相吸 k 静电力常量 4 适用条件 真空 空气中近似成立 点电荷 从例题可以看出 电子和质子的静电力是它们间万有引力的2 3 1039倍 正因如此 以后在研究带电微粒间相互作用时 经常忽略万有引力 练习1 关于点电荷的概念 下列说法正确的是 A B C D 只有体积很小的带电体才能看作点电荷 体积很大的带电体一定不能看作点电荷 当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时 这两个带电体可看作点电荷 C 对于任何带电球体 总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷 练习2 把两个完全相同的小球接触后分开 两球相互排斥 则两球原来的带电情况不可能是 A B C D 原来的其中一个带电 两个小球原来分别带等量异种电荷 两个小球原来分别带同种电荷 两个小球原来分别带不等量异种电荷 B 3 关于库仑定律公式 说法正确的是 A 当两电荷的距离无穷远时 库仑力为零B 当两电荷的距离趋于零时 库仑力为无穷大C 当两电荷的电量均增大为原来的2倍 距离不变 库仑力为原来的2倍D 当两电荷的电量均增大为原来的2倍 距离变为原来的2倍 库仑力不变 练习3 AD 雷电 喜爱 在尖端放电 所以在雷电交加时 人在旷野上行走 或扛着带铁的金属农具 或骑在摩托车上 或恰恰举起高尔夫球杆 或在电线杆 大树下躲雨 人或物体容易成为放电的对象而招来雷