第一章静电场第二节探究静电力课件

第一章静电场第二节探究静电力第一章静电场第二节探究静电力

定量研究“电力”的困难:带电体上电荷分布难以确定“电力”很小，缺乏测量工具当时没有量度电荷的单位，也无法确定电荷的电量一、人类对“电力”研究的历程

科学家的推测:电力与距离的平方成反比(受“万有引力定律”的启发)

法国科学家库仑通过实验总结出静电力规律规律:

库伦定律——使人类对电的研究进入了定量阶段18世纪以前的二千多年间人类对电的认识仅处定性阶段定量研究“电力”的困难:带电体上电荷分布难以确定一、人类对1.r一定时，F与电荷量q的关系：

实验结论：3.电荷量q不变时，F与r的关系：Q减小时，F减小q减小时，F

减小电荷间的相互作用力F随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小实验探究：影响电荷间相互作用力的因素2.r一定时，F与电荷量Q的关系：1.r一定时，F与电荷量q的关系：实验结论：3.电荷二、点电荷——理想化（带电）模型

如果带电体间的距离比起它们自身的大小(几何线度)大得多,以至于带电体的形状、大小和电荷分布对带电体间的相互作用的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看作点电荷理想化的方法：二、点电荷——理想化（带电）模型如果带电体间的距离比在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比。【公式】【静电力常量】（2）点电荷三、库仑定律【内容】【定律成立条件】（1）真空中k值有何物理意义？k值的意义：表示两个带单位电量1C的点电荷在真空中相距单位距离1m时,相互间的静电力为9.0×109N.在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，讨论与交流1、根据库仑定律，点电荷间相互作用的静电力F与距离r的平方成反比。因此，当两点电荷之间的距离r趋于零时，电荷间的静电力F趋于无穷大。你认为这个观点对吗？

当r趋于零时，任何带电体都不能看作点电荷，则库仑定律也就不再适用。讨论与交流1、根据库仑定律，点电荷间相互作用的静电力F与距离A、B球距距离比扭秤转角转角比36个刻度136º118个刻度1/2144º48.5个刻度1/4575.5º16四、库仑扭秤实验（1）构造和实验原理（过程）：（2）实验数据：完成于1785年库仑扭秤实验的巧妙之处主要有两点：1.进行了微小量的放大（光放大测扭角）；2.采用对称原理等分电量解决了当时电量无法测量的难题。A、B球距距离比扭秤转角转角比36个刻度136º118个刻度(P7)（比较静电力和万有引力）5、库仑定律的应用1.利用库仑定律时，对电量的正、负及相应的力方向的判断通常有两种做法：（1）不带符号运算：先代入电量的绝对值计算出力的大小，然后再根据两个作用电荷的电性判断作用力的方向；（2）带符号运算：代入电量的正、负值后，当求出的力F为正值时即为斥力；当求出的力F为负值时即为引力；

说明：（建议采用不带符号运算的方法）2.研究带电体在电场中受力或运动时何时可忽略重力的问题：1)微观粒子(电子、原子、分子、离子等)通常忽略重力；2)题目具体说明;3)需要判断，当重力远小于电场力或其它力时）例题1(P7)（比较静电力和万有引力）5、库仑定律的应用1.利用库例2

ACD:真空中的电荷若不是点电荷，由于同种电荷相互排斥影响电荷分布，实际距离增大；由于异种电荷相互吸引，实际距离减小。例2

ACD:真空中的电荷若不是点电荷，由于同种电荷相互例题3库仑力的叠加：利用“力的平行四边形定则”处理多电荷之间的相互作用力的叠加问题。

两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。

任何带电体都可以看出由许多点电荷组成。例题3库仑力的叠加：利用“力的平行四边形定则”处理多电荷之间例4变与不变1、带电量分别为+4q和-2q的两个完全相同的金属小球A、B相距r时的作用力为F，现让两球接触后分开于相距r/4处，则此时的作用力F’=

F。

F’=2FC例4变与不变1、带电量分别为+4q和-2q的两个完全相例5

如图所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两个点电荷A、B相距L。求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？该电荷的电荷量是多少？AB答案：在AB之间距A为L/3处放一个电量为4q/9的负电荷方法小结：（认真体会）

三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大

变化：如果A的电量改为-q，结果又如何？例5如图所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两个点电例6库伦定律作用的空间尺度：原子尺度-日常距离注意：圆周运动应考虑1.受力情况；2.向心力；3.圆心；4.半径

氢原子核外电子在原子核的库仑引力作用下绕核做匀速圆周运动，设电子运动的轨道半径为r，求：电子运动的

（1）周期；

（2）动能。F+。+e-e例6库伦定律作用的空间尺度：原子尺度-日常距离注意：圆周例7库仑力是力的外延

在光滑的绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，他们的质量为m,间距为r，A、B带正电，电量为q。现对C施一水平力F的同时，放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：（1）C球的电性和电量；（2）水平力F的大小。rABCFBFCF例7库仑力是力的外延在光滑的绝缘水平面上如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐缓慢减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小：

A.保持不变；B.先变大后变小；C.逐渐减小；D.逐渐增大。A例8GTFLhr力的矢量三角形与几何三角形相似如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A例题3：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，每个点电荷电荷量都是+2×10-6C,求：Q3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,所以=N=0.144N根据平行四边形定则，合力是:Q1Q2Q3F2F1F合力的方向沿Q1与Q2连线的垂直平分线向外