第二节静电力_库仑定律_鲁科

1、库仑定律库仑定律1、自然界有几种电荷，如何使物体带电？、自然界有几种电荷，如何使物体带电？知识回顾：知识回顾：2、如何检测物体是否带电？、如何检测物体是否带电？3、电荷的多少用什么表示？、电荷的多少用什么表示？设问二：那么带电体相互吸引和排斥的力设问二：那么带电体相互吸引和排斥的力有多大？猜想一下带电体间的作用力与哪有多大？猜想一下带电体间的作用力与哪些因素有关呢？些因素有关呢？同种电荷相斥、异种电荷相吸同种电荷相斥、异种电荷相吸 影响因素影响因素可能为可能为:电荷量，两电荷电荷量，两电荷间的距离，带电体形状间的距离，带电体形状 、大小，、大小，环境，质量等环境，质量等简单着手研究思想简单着手

2、研究思想真空真空点电荷点电荷带电体的形状和大小对相互作用力的大小可带电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为点电荷。点电荷。理想化模型理想化模型课堂训练课堂训练 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

3、究尺寸大小，而是看它的形状和大小对所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 DA B D 1下列关于点电荷的说法中，正确的是下列关于点电荷的说法中，正确的是A只有体积很小的带电体才能看作点电荷只有体积很小的带电体才能看作点电荷B体积很大的带电体一定不是点电荷体积很大的带电体一定不是点电荷C当两个带电体的形状对它相互作用力的影当两个带电体的形状对它相互作用力的影 响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷D任何带电球体，都可看作电荷全部集中于任何带电球体，都可看作电荷全部集中于 球心的点电荷球心的点电荷电荷间作用力的大小与电荷间作用力的大

4、小与距距离、电量离、电量的关系的关系控制变量法控制变量法保持电量保持电量Q Q不变不变, F, F与距离与距离r r有什么关系有什么关系? ?探究探究: :作用力作用力F随距离随距离r的的增大增大而而减小减小，随距离，随距离r的的减小减小而而增大增大。保持距离保持距离r r不变不变, F, F与电量与电量Q Q有什么关系有什么关系? ?作用力作用力F随电量随电量Q的的减小减小而而减小减小，随电量，随电量Q的的增大增大而而增大增大。1 1、内容：、内容：真空中真空中两个两个静止点电荷静止点电荷之间的相互作用之间的相互作用力力, ,与它们的电荷量的与它们的电荷量的乘积成正比乘积成正比, ,与它们的

5、距离的与它们的距离的二次方成反比二次方成反比, ,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、大小：、大小：电荷间相互作用的力电荷间相互作用的力F F叫做叫做静电力静电力或或库仑力库仑力. .K K:静电力常量静电力常量k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2221rqqkF 对对库仑定律库仑定律的理解的理解1 1、真空中的点电荷、空气中的点、真空中的点电荷、空气中的点电荷近似的适用电荷近似的适用 两点电荷的连线上两点电荷的连线上（同同性相性相斥斥,异异性相性相吸吸）同种电荷同种电荷异种电荷异种电荷电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静

6、电力或或库仑力库仑力.根据根据 可知，当可知，当r 0 时，时，F ？122q qFkr 思考库库 仑仑 扭扭 秤秤 实实 验验早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律.库仑库仑(Coulomb 17361806): 法国物理学家；法国物理学家；1785年年，库仑定律，库仑定律1.1.库仑做实验的装置库仑做实验的装置库仑扭秤库仑扭秤. .操作方法操作方法:力矩平衡：静电力力力矩平衡：静电力力矩金属细丝扭转力矩矩金属细丝扭转力矩. 思想方法：放大、转化思想方法：放大、转化设计思想：控制

7、变量法设计思想：控制变量法控制控制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。斥力。Q1、Q2、rM、m、r两个放在绝缘上的相同金属球两个放在绝缘上的相同金属球A A、B B，相距，相距d d，球，

8、球的半径比的半径比d d小得多，分别带有电荷小得多，分别带有电荷3q3q和和-q-q，A A球受球受到的库仑引力大小为到的库仑引力大小为F F。（1 1）B B球受到的库仑引力为球受到的库仑引力为。（2 2）若保持球）若保持球A A、B B的电荷量不变，电荷间的距的电荷量不变，电荷间的距离增大为原来的离增大为原来的2 2倍，电荷间的作用力为倍，电荷间的作用力为。（3 3）若保持球）若保持球A A、B B间距离不变，电荷量都增大间距离不变，电荷量都增大为原来的为原来的2 2倍，电荷间的作用力为倍，电荷间的作用力为。（4 4）现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，）现将这两个金属球接触，然后仍放回

9、原处，则电荷间的作用力将变为则电荷间的作用力将变为 （引力（引力或斥力）大小为或斥力）大小为。FF/44F斥力斥力F/3解：质子与电子之间的库仑力解：质子与电子之间的库仑力 F F电电为为221rqqkF 电电N)103 . 5()106 . 1 (100 . 92112199 N102 . 88 例例2 2 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子的质量的质量m m1 1=9.10=9.101010-31-31kgkg，质子的质量，质子的质量m m2 2=1.67=1.671010-27-27kgkg电子电子和质子的电荷量都是和质子的电荷量

10、都是1.601.601010-19-19C C距离是距离是5.35.31010-11-11m m质子与电子之间的万有引力质子与电子之间的万有引力 F F 引引 为为221rmmGF 引引N)103 . 5(1067. 1101 . 91067. 6211273111 N106 . 347 电子和质子的静电子和质子的静电引力远大于它电引力远大于它们间万有引力们间万有引力。研究带电微粒间研究带电微粒间相互作用时，经相互作用时，经常忽略万有引力常忽略万有引力. .库仑力与万有引力库仑力与万有引力 的比值为的比值为39103 . 2引引电电FF2. 真空中有真空中有A、B两个点电荷，相距两个点电荷，相

11、距10厘米，厘米，B的带电量是的带电量是A的的5倍。如果倍。如果A电荷受到的静电电荷受到的静电力是力是104N，那么，那么B电荷受到的静电力应是电荷受到的静电力应是 A510-4N B0.210-4NC104N D0.110-4N课堂训练课堂训练 2 2、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相距的金属球，球心相距10m10m放置，当他们都带放置，当他们都带1.51.510105 5 C C的正电时，相互的正电时，相互作用力大小为作用力大小为F F1 1 ，当它们分别带，当它们分别带+1.5+1.510105 5 C C和和1.51.510105 5 C C的电量时，相互作用力大

12、小为的电量时，相互作用力大小为F F2 2 , , 则（则（ ） A AF F1 1 = F = F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 A 小结：小结：在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，只用它们的只用它们的绝对值进行计算，方向另外说明。绝对值进行计算，方向另外说明。课堂训练课堂训练3 3、 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，

13、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/8C3.两个半径相同的金属小球，带电量之两个半径相同的金属小球，带电量之比为比为1 7，相距为，相距为r，两者相互接触后再，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的原来的4.两个半径为两个半径为R的带电球所带电荷量分别为

14、的带电球所带电荷量分别为+q1和和+q2，当两球心，当两球心相距相距3R时，相互作用的静电力大小为（时，相互作用的静电力大小为（ ）A、122(3 )q qFkRB、122(3 )q qFkRC、122(3 )q qFkRD、无法确定。、无法确定。8：两个分别用长是两个分别用长是13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）。由于球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）。由于静电斥力，它们之间的距离为静电斥力，它们之间的距离为10cm。已知每个球形导。已知每个球形导体的质量是体的质量是0.6g，求：他们所带的电荷量，求：他们所带的电

15、荷量FmgT85.3 10qC解析解析: : 4 4、真空中有三个点电荷、真空中有三个点电荷, ,它们固定在边长它们固定在边长为为50cm 50cm 的等边三角形的三个顶点上的等边三角形的三个顶点上, ,每个点电荷都是每个点电荷都是 , ,求它们的库仑求它们的库仑力大小力大小. .6210C Q1Q2QF2F1F对于两个以上的点电对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别等于其他点电荷分别单独存在时对该点电单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和荷的作用力的矢量和静电力叠加原理静电力叠加原理0.25N知识小结知识小结真空中两个点电荷之间的相互作用力真空中两个点电荷之间的相互作用力, ,跟它们跟它们的电荷量的乘积成正比的电荷量的乘积成正比, ,跟它们的距离的二次跟它们的距离的二次方成反比方成反比, ,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. .3 3、适用条件：、适用条件：4 4、点电荷：、点电荷：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2221rqqkF2 2、公式：、公式：1 1、内容：