人教版高中物理选修3-1第一章第2节库仑定律 (共15张PPT)

1、1.2 1.2 库仑定律库仑定律电荷间相互作用的规律电荷间相互作用的规律 真空中真空中两个两个点电荷点电荷之间的相互作用力，之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们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，作用力的方向的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上在它们的连线上,同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥,异种异种电荷相互吸引。电荷相互吸引。大小：其中其中K K叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2适用范围：适用范围：1. 1.真空中真空中 2.2.点电荷：忽略大小的带电体点电荷：忽略大小的带电体电荷间相互作

2、用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.点电荷点电荷 1 1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离带电体本身的身的线度远小于它们之间的距离带电体本身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。2 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。的模型。3 3、

3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质质点点”类似。类似。 课堂训练课堂训练 1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、关于点电荷的下列说法中正确的是： A .A .真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的 B .B .点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C .C .足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D .D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究尺寸大小，而是看它的形状和大小对所

4、研究的问题的影响是否可以忽略不计的问题的影响是否可以忽略不计A B D A B D 想一想想一想分析：分析：不正确不正确.从数学角度分析当从数学角度分析当 r r0时，时，F的结论是正的结论是正确的，但从物理角度分析当确的，但从物理角度分析当r0时，两电荷已失去了作为点时，两电荷已失去了作为点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出现现r0的情况的情况互助学习互助学习课堂训练课堂训练2 2、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A .A .点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷B .B .点电荷就是体积和带电量都很小

5、点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体的带电体C .C .根据根据 可知，当可知，当 r 0 r 0 时，时，F F D .D .静电力常量的数值是由实验得到的静电力常量的数值是由实验得到的122q qFkr D D 3、真空中有A、B两个点电荷，相距r时相互作用力为F，欲使它们之间的相互作用力变为F/4，下列说法可行的是（ ）A、将它们的距离变为r/2B、将它们的电荷量均变为原来的一半C、将它们的距离变为r/4D、将它们的电荷量均变为原来的2倍课堂训练课堂训练B【例题例题1】：已知氢核（质子）质量：已知氢核（质子）质量1.6710-27kg电子的质量是电子的质量是9.110-31kg，在氢原

6、子内它们之间的最短距离为，在氢原子内它们之间的最短距离为5.310-11 m。试比较氢。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。核与核外电子之间的库仑力和万有引力。解：氢核与电子所带的电荷量都是氢核与电子所带的电荷量都是 1.610-19c.221rqqkF库=（9.0109）2111919103 . 5106 . 1106 . 1=8.210-8 N221rmmGF 万 N211312711103 . 5101 . 91067. 1107 . 6N47106 . 3万库FF39103 . 2典题评析典题评析可见，微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观粒子可见，微观粒子间的万有引

7、力远小于库仑力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。另外的相互作用时，可以把万有引力忽略。另外, ,二者的性质也不同。二者的性质也不同。库仑定律与万有引力定律的比较：库仑定律与万有引力定律的比较：定定律律公式公式公式公式适用适用范围范围共同点共同点不同点不同点影响大小影响大小的因素的因素库库仑仑定定律律221rQQkF 与两个物与两个物体质量有体质量有关，只有关，只有引力。引力。都与都与距离的距离的平方成平方成反比。反比。都有都有一个常一个常数。数。万有万有引力引力定律定律2rMmGF 点电点电荷荷质点质点与两个物与两个物体电量有体电量有关，有引关，有引力，也有力，也有斥力。斥

8、力。Q1、Q2、rM、m、r点拨提高点拨提高库仑定律库仑定律使用心得使用心得1.1.电荷量用绝对值代入，不要带电荷量用绝对值代入，不要带+ +、- -号号2. 2. 库仑力的方向库仑力的方向：在它们的连线上。：在它们的连线上。 同种电荷同种电荷 异种电荷异种电荷3.力的作用有相互性，力的作用有相互性，q q1 1、q q2 2可不等，可不等，F F、FF必相等必相等4.4.典型实例典型实例: : 带电球体、空心带电球壳等带电球体、空心带电球壳等点拨提高点拨提高多个点电荷的问题q2q1q3实验证明实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改

9、变。因此两个或两个以上点电荷某荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点电荷某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的的作用力的和。和。点拨提高点拨提高【例题例题2】：真空中有三个点电荷，它们固定在边长：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2 10-6 c,求求 它们所受的库仑力。它们所受的库仑力。解：解：q3共受共受F1和和F2两个力的作用，两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离，相互间的距离 r 都相同都相同,所以所以F1=F2=

10、K22rq=22695 . 0102100 . 9N=0.144 N根据平行四边形定则，合力是根据平行四边形定则，合力是:q1q2q3F2F1FNFF25.030cos21合力的方向沿合力的方向沿q1与与q2连线的垂直平分线向外连线的垂直平分线向外.30典题评析小小 结结1 1、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力, ,跟跟它们的电荷量的乘积成正比它们的电荷量的乘积成正比, ,跟它们的距离的二次方跟它们的距离的二次方成反比成反比, ,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上. .2 2、公式：、公式：3 3、适用条件：、适用条件： 真空

11、真空 点电荷点电荷4 4、点电荷：是一种理想模型、点电荷：是一种理想模型. .当带电体的线度比起相当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时互作用的距离小很多时, ,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷. .k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2当堂检测当堂检测1 1、 三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不不带电，而带电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定带等量异种电荷，相隔一定距离放置，距离放置，a a、b b之间的静电力为之间的静电力为F F 。现将。现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间的之间的静电力将变为（静电力将变为（ ）。）。 A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C 2 2、有三个完全相同、大小可以忽略的金属小、有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球球A A、B B、C C，A A带电量带电量7Q7Q，B B带电带电-Q-Q，C