2.库仑定律 (2)

1、1.2 库仑定律,为什么会“怒发冲冠”,为什么会“怒发冲冠”,金属箔为什么会张开?,实验.观察.思考,如图示,两小球(不带电)用不可伸长的细线悬挂.小球静止时,细线的方向如何?为什么?,T1,mg,T2,mg,依据:二力平衡,实验.观察.思考,今让两小球带上同种电荷,细线是否保持不动?为什么?,+,+,q1,q2,实验.观察.思考,T1,mg,T2,mg,分析依据 共点力平衡,F1,F2,+,+,今让两小球带上同种电荷,细线是否保持不动?为什么?,+,T1,mg,T2,mg,F1,F2,实验.观察.思考,对左边小球分析 mg和F1的合力F与T1等大反向共线,满足平衡条件.,F,+,+,同种电荷

2、相互排斥，异种电荷相互吸引,既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？,1、可能跟电荷电量有关 2、可能与两个电荷间的距离有关,让带电小球靠近悬挂在丝线的带电小球，观察到的现象是什么呢？,这说明什么？,探究影响电荷间相互作用力的因素,实验现象表明了，两球之间有相互的作用力，作用力的大小是多少呢？,F=mg tg,越大，小球受到的作用力就越大,探究影响电荷间相互作用力的因素,结论：,既然电荷之间存在相互作用，那么作用力的大小由那些因素决定呢？,观察小球的偏角的变化关系，思考这个实验现象说明了什么问题？,带电体间作用力随电荷量的增大而增大。,探究影响电荷间相互作用力的

3、因素,结论：,带电体间作用力随着距离的增大而减小。,猜想：,r一定时，,q一定时，,控制变量法,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。 卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。 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.,一、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，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，作用力的方向在它们的连线上。,注意：、点电荷的条件：带电体大小、电荷分布对问题影响小 、点电荷是理想模型，不是实际存在的.这一模型与我们学过的哪个模型很相似?,

4、2、适用范围： (1).真空中； (2).点电荷.,思考: 两个靠的比较近的带点球是否可以看成点电荷？,课堂训练,1、关于点电荷的下列说法中正确的是： A .真正的点电荷是不存在的 B .点电荷是一种理想模型 C .足够小的电荷就是点电荷 D .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的问题的影响是否可以忽略不计,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,库伦扭秤实验,一、库仑定律,3、表达式：,K为静电力常：K=9.0109Nm2/C2,4、方向:,在两点电荷的连线上, 同种电荷相斥,异种电荷相吸.,计算大小时只将电荷量的绝对

5、值代入.,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正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。,1、内容：,2、适用范围：(1).真空中； (2).点电荷.,基础练习,位置固定的点电荷A和B，分别带有正电荷q和4q，相互为库仑力为F。 (1)把两者电量减半，库仑力变为_ F (2)把两者距离加倍，库仑力变为_ F (3)把两者电量减半，距离加倍，库仑力变为_ F,A,B,例 如图两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个（ ） A.等于 B.大于 C.小于 D.等于,课堂讲义

6、,库仑定律,两球不能看做电荷集中于球心的点电荷,B,两球也不能看做电荷集中于边缘的点电荷,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂训练,2、下列说法中正确的是： A .点电荷就是体积很小的电荷 B .点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体 C .根据 可知，当r 0 时，F D .静电力常量的数值是由实验得到的,课堂训练,3、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ）。 AF/2 BF/4 CF/8 D3F/8,解：质子与电子之间的库仑力 F电为,例1 试

7、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m1=9.1010-31kg，质子的质量m2=1.6710-27kg电子和质子的电荷量都是1.6010-19C距离是5.310-11m,质子与电子之间的万有引力 F 引 为,电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力。研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力.,库仑力与万有引力 的比值为, 如图所示，用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球A和B，此时，上、下细线受的力分别为TA、TB，如果使A带正电，B带负电，上、下细线受力分别为TA，TB，则（ ） A.TA TB C.TA=TA D. TBTB, 真空中有两个大小相等的带电球体，带电量

8、分别为Q和-8Q，相距为r(r远大于球半径)时，它们之间的静电引力为F，若将两个带电体接触后再分开，仍相距r，它们之间的静电力为_力（吸引或排斥），静电力大小为F=_F。,排斥,1/8,课堂讲义,解析当A、C两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电荷量为,C与B球接触后, B、C所带电量为 qBqC ,例 2 有三个完全一样的金属球A、B、C，A球带的电荷量为7Q，B球带的电荷量为Q，C 球不带电，将A、B两球固定，然后让 C 球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C 球，则A、B球间的作用力变为原来的多少倍？,库仑定律,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 2 有三个完全一

9、样的金属球A、B、C，A球带的电荷量为7Q，B球带的电荷量为Q，C 球不带电，将A、B两球固定，然后让 C 球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C 球，则A、B球间的作用力变为原来的多少倍？,开始时A、B两球之间的作用力为,后来A、B两球之间的作用力为,库仑定律,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,库仑定律使用心得,电荷量用绝对值代入，不要带+、-号 力的作用有相互性，q1、q2可不等，F1、F2必相等 库仑力的方向：在它们的连线上。 同种电荷 异种电荷 典型实例: 带电球体、空心带电球壳等 多点电荷的作用：先独立求力，再矢量运算,图123,库仑定律使用心得,库伦定律的公式和万有引力的公

10、式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中，库伦力比万有引力强得多。,当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力仍遵守库仑定律.某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力.,课堂讲义,库仑定律,例 4 如图所示，在A、B两点分别放置点电荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m如果有一个电子在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何？,解析电子在C点同时受A、B点 电荷对其的作用力FA、FB,课堂讲义,库仑定律,例 4 如图所示，在A、B两点分别放置点电荷Q121014 C和Q221

11、014 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m如果有一个电子在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何？,由平行四边形定则和几何知识得： 静止在C点的电子受到的库仑力 FFACFBC8.01021 N，,方向平行于AB向左,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,库仑定律,例 4 如图所示，在A、B两点分别放置点电荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102 m如果有一个电子在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何？,借题发挥,当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守

12、库仑定律某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力这就是库仑力的叠加原理,例题2: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 X 10-6C,求它们所受的库仑力.,课堂讲义,库仑定律,四、静电力作用下的平衡问题,分析问题的思路与方法完全是力学问题的思路与方法。,2. 静电力作用下的共点力的平衡分析方法：,(1)明确研究对象；,(2)画出研究对象的受力分析图；,(3)根据平衡条件列方程；,(4)代入数据计算或讨论。,1.静电力可以与其他的力平衡，可以使物体发生形变，也可以 产生加速度,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,库仑定律,例 5 如图所示，把质量为3 g的带电小球B 用绝缘细绳悬起，若将带电量为Q= -4.010-6 C的带电球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距r=20厘米时，绳与竖直方向成=30角，A、B球均静止求：B球的带电量q？,解析 对球