9.2库仑定律 课件（共24张ppt）

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9.2 库仑定律
【复习回顾】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
思考：电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？
三种起电的方式？ P10-1
结论：电荷之间的作用力
（1）随距离的增大而减少
（2）随电荷量的增大而增大
思考：
（1）改变大带电球位置，悬挂小球偏角如何变化？
（2）改变大带点球电荷量，悬挂小球偏角如何变化？
探究影响电荷间相互作用力的因素
此时，人们对万有引力的研究已经相当深入，已经知道了“平方反比”规律的各种表现。很多人受到不同事实的启发，都猜测静电力存在“平方反比”规律。法国学者库仑最先用实验证明了这一猜测是正确的。
库仑
一、电荷之间的相互作用力
1、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。
（2）关系式：
（3）电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力
（4）适用条件：
a. 真空中
b. 静止点电荷
当带电体间的距离比它们自身的大小大的多，带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可视为点电荷。
2、点电荷
质点
点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是一种理想化模型。
思考：P10-2
1．下列关于点电荷的说法正确的是（　　）
A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷
B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷
C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷
D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
AD
平衡小球B
细银丝
带电小球C
带电小球A
刻度盘与指针
器
材
组
成
二、库仑的实验
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.
实验方法：控制变量法
实验步骤：
1、保持q不变，探究F与r的关系
2、保持r不变探究F与q的关系
国际单位制中，电荷量单位是库伦（C）、力的单位是牛顿（N）距离单位是米（m）K值由实验测定
静电力常量
库仑定律的表达式：
1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比F∝1/r2
2、当之间距离不变时，F与 、 的乘积成正比
结论：
例1、已知氢核的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力
微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。
解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19c
三、静电力计算
思考：前面研究的都是两个点电荷，如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷会受到怎样的作用力？
静电力是一种性质力，它的合成与分解同样都遵循平行四边形法则，所以对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和
例2、真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6 c,求：Q3所受的库仑力。
Q2
Q1
Q3
F1
F2
F
合力的方向沿Q1、Q2的连线的垂直平分线向外
30。
2．库仑定律表达式 和万有引力定律表达式 十分相似，关于库仑力和万有引力，下列说法中不正确的是（　　）
A．两种力都是吸引力
B．两种力的方向都在两物体的连线上
C．两种力的大小都与距离的平方成反比
D．两种力的产生都不需要两物体直接接触
A
3．关于库仑定律的公式 ，下列说法正确的是（　　）
A．k为静电力常量，数值为1
B．k为静电力常量，没有单位
C．当真空中的两个电荷间的距离 时，它们之间的静电力
D．当真空中的两个电荷间的距离 时，它们之间的静电力
D
4．两个完全相同的金属小球，相距为r，所带电荷量的绝对值之比为1：7，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用的库仑力可能变为原来的（　　）
A．4/7
B．3/7
C．9/7
D．16/7
CD
5．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的3倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q1:q2:q3为（　　）
A．
B．
C．
D．
B
6．如图所示，两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（　　）
A．若是异种电荷，
B．若是同种电荷，
C．不论何种电荷，
D．不论是何种电荷，
B
7．两个质量分别是m1、m2的小球，各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．若m1>m2，则θ1>θ2
B．若m1=m2，则θ1=θ2
C．若q1θ2
D．若q1=q2，则θ1=θ2
B
8．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（　　）
A．推力F将变大
B．竖直墙面对小球A的弹力变大
C．地面对小球B的支持力不变
D．两小球之间的距离不变
C
9．如图所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球a、b和c，相互之间的距离ab=4cm，bc=2cm，bc垂直于ac。已知小球b所受的库仑力的合力方向平行于ac边，设小球a和c的带电量的比值为k，则（　　）
A．a和c带同种电荷，k=4
B．a和c带异种电荷，k=4
C．a和c带同种电荷，k=8
D．a和c带异种电荷，k=8
D
10．如图所示，一带电量为q的小球A固定于左侧绝缘支架上，右侧有一倾角为370的绝缘光滑斜面，质量为m的带电小球B静止于斜面上，恰与A球处于同一高度。已知AB间距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g，（cos370=0.6，sin370=0.8），则（　　）
A．A、B带异种电荷
B．B受到的库仑力方向沿斜面向上
C．B所带电荷量大小为
D．B受到斜面的支持力大小为
C
11．如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可以看成点电荷），A球带电量为+2q，B球带电量为-q，由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
B．A球的质量是B球质量的2倍
C．A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D．A、B球相互靠近过程中加速度都增大，且A球加速度总是B球的两倍
D