库仑定律课件

1、第二节库仑定律第二节库仑定律课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件，感悟理想模型电荷的条件，感悟理想模型2理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定律的适理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定律的适用条件用条件3运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题4通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性多样性和统一性重点难点：库仑定律的内容及公式的理解和灵活应重点难点：库仑定律的内容及公式的理解和灵活应用用v一、探究影响电荷

2、间相互作用力的因素mgtan_ 变大变大 变大变大 变小变小 方法(控制变量法)探究电荷间作用力与距离的关系探究电荷间作用力与电荷量的关系实验操作保持电荷量不变，改变悬点位置，从而改变小球间距r，观察夹角变化情况改变小球带电荷量q，观察夹角变化情况实验现象r变大， 。r变小， 。q变大， 。q变小， 。实验结论电荷间的作用力与 有关，与 有关变小变小变大变大变大变大变小变小距离距离电荷量电荷量v二、静电力与点电荷v1静电力： 电荷 间的相互作用力，也叫库仑力v2点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小 大得多 ，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以 忽略 时，这样的

3、带电体就叫做点电荷思考感悟思考感悟点电荷是否真的存在？它与力学中的质点有何联系？点电荷是否真的存在？它与力学中的质点有何联系？提示：提示：点电荷与力学中的质点都是理想化的模型，点电荷与力学中的质点都是理想化的模型，实际上并不存在，抓住主要因素，忽略次要因素，实际上并不存在，抓住主要因素，忽略次要因素，是物理学研究问题的一种重要方法是物理学研究问题的一种重要方法三、库仑定律三、库仑定律1库仑定律库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成与它们的电荷量的乘积成_，与它们的距离，与它们的距离的二次方成的二次方成_，作用

4、力的方向在它们的连线，作用力的方向在它们的连线上上正比正比反比反比(2)表达式：表达式：F_，其中其中k_Nm2/C2，叫做静电力常量，叫做静电力常量(3)适用条件：适用条件：_中，两个中，两个_之间的之间的相互作用相互作用9.0109真空真空点电荷点电荷(4)方向：沿方向：沿_方向，且同种电荷方向，且同种电荷_，异种电荷异种电荷_两电荷连线两电荷连线相斥相斥相吸相吸四、库仑的实验四、库仑的实验1库仑扭秤的原理：如图库仑扭秤的原理：如图121所示：所示：A和和C之间之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的_可可以比较力的大小以比较力的大小角度角度2电荷量的定量量

5、度：一个带电电荷量的定量量度：一个带电的金属球与另一个不带电的相同的的金属球与另一个不带电的相同的金属球接触后，前者的电荷量就会金属球接触后，前者的电荷量就会分给后者分给后者_3静电力的叠加：两个或两个以静电力的叠加：两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用上的点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的作用力的_一半一半矢量和矢量和图图1211测量力与距离的关系：改变 A 和 C 之间的距离，记录每次悬丝扭转的，结果得到力 F 与距离 r 的二次方成反比，即 F1r2.2测量力与电荷量之间的关系：采用电荷量等分法把A(或 C)球的电荷量 q

6、 依次减为q2、q4、q8、再放入库仑扭秤装置中，结果得到 F 与 A、C 电荷量 q1、q2的乘积成正比， 即Fq1q2.角度角度 核心要点突破核心要点突破一、对库仑定律的理解一、对库仑定律的理解1库仑定律的适用条件：库仑定律只适用于库仑定律的适用条件：库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算定律计算图图1222库仑定律是电磁学的基本定律之一虽然库库仑定律是电磁学的基本定律之一虽然库仑定律给出的是点电荷间的静电力，但是，任仑定律给出的是点电荷间的静电

7、力，但是，任何一个带电体都可以看成由许多点电荷组成何一个带电体都可以看成由许多点电荷组成的所以如果知道带电体上的电荷分布，根据的所以如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律及平行四边形定则就可以求出带电体库仑定律及平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向间的静电力的大小和方向3库仑定律的应用库仑定律的应用(1)应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种

8、电荷相互吸引的原则另行判断荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断(2)各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，时，k的值才是的值才是9.0109 Nm2/C2.(3)库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、分解，可以与其他力平衡，可以产生加速度，遵从分解，可以与其他力平衡，可以产生加速度，遵从牛顿第三定律，两点电荷间的库仑力是一对相互作牛顿第三定律，两点电荷间的库仑力是一对相互作用力，大小相等，方向相反用力，大小相等，方向相反即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1如图如图123所

9、示，两个半径所示，两个半径均为均为r的金属球放在绝缘支架上，的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为两球面最近距离为r，带等量异种，带等量异种电荷，电荷量为电荷，电荷量为Q，两球之间的静，两球之间的静电力符合下列选项中的电力符合下列选项中的()图图123二、库仑定律与万有引力定律的比较二、库仑定律与万有引力定律的比较特别提醒：特别提醒：通过对比我们发现，大自然尽管是多种通过对比我们发现，大自然尽管是多种多样的，但也有规律可循，具有统一的一面规律多样的，但也有规律可循，具有统一的一面规律的表达那么简捷，揭示了自然界中深奥的道理，这的表达那么简捷，揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界的和谐之美、

10、简约之美就是自然界的和谐之美、简约之美即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2(2011年福州市普通高中毕业班质量检测年福州市普通高中毕业班质量检测)设星球设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1000 km的的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2000 km的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘()A向星球下落向星球下落 B仍在原处悬浮仍在原处悬浮C推向太空推向太空 D无法判断无法判断课堂互动讲练课堂互动讲练库仑定律的应用库仑定律的应用 有三个完全

11、相同的金属小球有三个完全相同的金属小球A、B、C，A带带电荷量电荷量6Q，B带电荷量带电荷量3Q，C球不带电，今球不带电，今将将A、B两球固定起来且距离远大于小球半径，两球固定起来且距离远大于小球半径，然后让然后让C经很多次反复与经很多次反复与A、B接触，最后移去接触，最后移去C球，求球，求A、B间的相互作用力变为原来的多少？间的相互作用力变为原来的多少？【思路点拨思路点拨】确定多次接触后确定多次接触后A、B的带电量，然的带电量，然后利用库仑定律公式求解后利用库仑定律公式求解【题后反思题后反思】带电体能否简化为点电荷，是库带电体能否简化为点电荷，是库仑定律应用中的关键点另一个条件是仑定律应用中

12、的关键点另一个条件是“真空真空”中，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来中，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理处理 如图如图124所示，在一条直所示，在一条直线上有两个相距线上有两个相距0.4 m的点电荷的点电荷A、B，A带电荷量带电荷量Q，B带电荷量带电荷量9Q.现现引入第三个点电荷引入第三个点电荷C，恰好使三个点，恰好使三个点电荷都处于平衡状态，问：电荷都处于平衡状态，问：C应带什应带什么性质的电？应放于何处？所带电荷么性质的电？应放于何处？所带电荷量为多少？量为多少？带电体在库仑力作用下的平衡问题带电体在库仑力作用下的平衡问题图图124【思路点拨思路点拨】根据点电荷间相互作用规

13、律知能使根据点电荷间相互作用规律知能使引入的第三个点电荷平衡的可能位置应在引入的第三个点电荷平衡的可能位置应在A、B连线连线的延长线上，且在的延长线上，且在A的左侧，然后列式计算的左侧，然后列式计算图图125【规律总结】【规律总结】(1)处理此类题的基本思路是对三个处理此类题的基本思路是对三个电荷中的任意两个列受力平衡方程电荷中的任意两个列受力平衡方程(2)使同一直线上三个电荷平衡放置的规律可总结如使同一直线上三个电荷平衡放置的规律可总结如下：三电荷在同一直线上，两同夹一异，两大夹一下：三电荷在同一直线上，两同夹一异，两大夹一小小变式训练变式训练2(2011年天津模拟年天津模拟)如图如图126

14、所示，三个点电荷所示，三个点电荷q1、q2、q3固定固定在一直线上，在一直线上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距距离的离的2倍，每个电荷所受静电力的合力倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比电荷量之比q1q2q3为为()A9436 B9436C326 D3 2 6图图126解析：解析：选选A.每个电荷都受到另外两个电荷对它的静每个电荷都受到另外两个电荷对它的静电力的作用，其合力为零，这两个力必须满足的条电力的作用，其合力为零，这两个力必须满足的条件为：大小相等，方向相反由分析可知：三者电件为：大小相等，方向相反由分析可知

15、：三者电性不可能相同，只能是如图所示两种情况性不可能相同，只能是如图所示两种情况库仑定律与牛顿定律的综合应用库仑定律与牛顿定律的综合应用 如图如图127所示，带电小球所示，带电小球A和和B放在光滑绝缘水平面上，质量放在光滑绝缘水平面上，质量分别为分别为m12 g，m21 g；所带电荷；所带电荷量值量值q1q2107 C，A带正电，带正电，B带带负电，现有水平向右的恒力负电，现有水平向右的恒力F作用于作用于A球，可使球，可使A、B一起向右运动，且保一起向右运动，且保持间距持间距d0.1 m不变，试问不变，试问F多大？多大？图图127【答案答案】2.7102 N【规律总结规律总结】用牛顿第二定律处

16、理带电体的运动用牛顿第二定律处理带电体的运动时，采用的方法与以前相同，只是在受力分析时多时，采用的方法与以前相同，只是在受力分析时多了一个库仑力了一个库仑力变式训练变式训练3一根置于水平面上的一根置于水平面上的光滑玻璃管光滑玻璃管(绝缘体绝缘体)，内部有两个，内部有两个完全一样的弹性金属球完全一样的弹性金属球A、B，带，带电荷量分别为电荷量分别为9Q和和Q，从图，从图128所示的位置由静止开始释放，所示的位置由静止开始释放，问两球再经过图中位置时，两球的问两球再经过图中位置时，两球的加速度是释放时的加速度是释放时的_倍倍图图128小结v1电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与 有关， 二

17、是与 有关。v2当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作 。v3库仑定律：真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用 ，力的单位用 ，距离的单位用 ，则由实验得出k=9109 。使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。v4.应用库仑定律时应注意的问题v首先应注意库仑定律的适用条件。公式F=kQ1Q2/r2仅适用于 中（空气中近似成立）的两个 间的相互作用。v其次，应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即应用公式计算库仑力的大小时，不必将表示电荷Q1、Q2带电性质的 、 号代入公式中，只将其电量的绝对值代入，先计算出力的大小，再根据同种电荷相互排斥、异种电