人教版(新教材)高中物理必修3课件1：92-库仑定律

2库仑定律第九章静电场及其应用++++++---+++2库仑定律第九章静电场及其应用++++++---+++11.知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想化方法在科学研究中的作用。2.理解库仑定律的内容及公式，明确库仑定律的适用条件，并能应用库仑定律进行定量计算。3.了解库仑扭秤实验，知道静电力常量。4.对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统一性。教学目标1.知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想化方法在科学引入新课电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？引入新课电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互3一、探究电荷间相互作用力带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。（1）带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？（2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？（3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？现象：r变大，夹角变小；r变小，夹角变大现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小电荷之间的作用力随距离增大而减小，随电荷量的增大而增大实验方法：控制变量法一、探究电荷间相互作用力带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在42.距离越近，偏角越大，力越大；距离越远，力越小。1.带电量越大，偏角越大，力越大；带电量越小，力越小。小球受力示意图TGF偏角越大，力越大结论：α2.距离越近，偏角越大，力越大；距离越远，力越小。1.带电量5人教版(新教材)高中物理必修3课件1：92-库仑定律6二、库仑的实验(一)法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。1、实验装置：库仑扭秤2、器材组成：细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B想一想：B球的作用是什么呢？使A球在水平面内平衡二、库仑的实验(一)法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间7ABC刻度盘与指针带电小球C带电小球A细银丝平衡小球BABC刻度盘与指针带电小球C带电小球A细银丝平衡小球B83、实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系4、实验方法：控制变量法5、实验步骤：探究F与r的关系：(1)把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小(2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系ABC3、实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的9探究F与q的关系：改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？ABC探究F与q的关系：改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭10ACQA电量均分ACAD条件：大小、形状、材料完全相同的小球1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比结论：2、当之间距离不变时，F与q1q2的乘积成正比ACQA电量均分ACAD条件：大小、形状、材料完全相同的小球11综合结论式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为:综合结论式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值12三、库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力（叫静电力或库仑力），跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。常量：

公式：适用条件：真空中的点电荷点电荷（理想模型）——忽略带电体的大小：L>>R（空气中的点电荷近似适用）遵循牛顿第三定律，力的平行四边形定则．静电力：三、库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力（叫静13理解点电荷——只有电量，没有大小、形状的理想化模型（1）点电荷是理想化的物理模型，实际上是不存在的．（2）实际的带电体在本身的大小跟带电体间的距离相比小得多时可看作是点电荷注意：是否可将带电体看作点电荷不是看它本身的尺寸大小。如：一个半径是10cm的带电圆盘，如果考虑它和相距10m处的某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果电子离带电圆盘只有1mm，那么这一带电圆盘就相当于一个无限大的带电平面。——忽略带电体的大小！又如：理解点电荷——只有电量，没有大小、形状的理想化模型（1）点电14同种电荷电荷布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧两个靠近的带电球体，是否可以看成是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++同种电荷电荷布在金属球外侧异种电荷电荷分布在金属球内侧两个靠15库仑定律是电磁学的基本定律之一，它由法国物理学家库仑（1736-1806）在实验研究中于1785年发现.万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式条件两质点之间两点电荷之间库仑力和万有引力库仑定律是电磁学的基本定律之一，它由法国物理学家库仑（17316例1.如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均质小球，小球的半径为r，两球相距为R，那么它们之间库伦力大小（）RB---++++Q-QA.等于C.小于D.等于B.等于例1.如下图所示，两个带异种电荷，电量均为Q的均质小球，小球17四、静电力计算根据库仑定律，两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N。差不多相当于一百万吨的物体所受的重力！可见，库仑是一个非常大的电荷量单位，我们几乎不可能做到使相距1m的两个物体都带1C的电荷量.通常，一把梳子和衣袖摩擦后所带的电荷量不到百万分之一库仑，但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达几百库仑.四、静电力计算根据库仑定律，两个电荷量为1C的点电荷在18例2.氢原子中电子绕核旋转，质子质量mp=1.6710-27kg,电子质量me=9.1110-31kg,在氢原子中它们之间的最短距离为5.310-10m。试求电子与质子间的库仑力Fe与万有引力F引之比。解：库仑力大小:万有引力大小:例2.氢原子中电子绕核旋转，质子质量mp=1.67119例3

.真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可看作点电荷),分别固定在两处，两球间静电力为F.现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开,此时A、B球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的2倍,则它们间静电力又为多大？CCABB+QA-QrBAr2r解析例3.真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可20例4.

真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10─6C,求它们所受的库仑力。解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离

r都相同,根据平行四边形定则，合力是:合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外。F1F2F3q1q2q3+++例4.真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等211.在真空中有a、b两个点电荷，

b的电荷量是a的3倍，如果a受到的静电力是F，则b受到的静电力是（）A．FB．

C．3FD．4FA相互作用力：大小相等，方向相反课堂练习1.在真空中有a、b两个点电荷，b的电荷量是a的222.两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R，带电荷量之比为1：7，两者相互接触后再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的（）4/7B.3/7C.9/7D.16/7CD思维严密，考虑多种情况2.两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R，带电233.在一条直线上有两个相距2m的点电荷A、B，A带电-Q，B带电+9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则C应带什么性质的电荷，所带电荷量为多少？应放于何处？AB三个点电荷平衡规律:共线，两同夹一异，两大夹一小，近小远大正电荷，

Q，A的左侧1m处3.在一条直线上有两个相距2m的点电荷A、B，A带电-Q，B244.光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别