9.2库仑定律（共25张ppt）

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0
第9章 静电场及其应用
9.2 库仑定律
学习目标
1
1.知道点电荷的概念。
2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件。
3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算。
思考讨论
2
阅读课本P6-P8内容，五分钟时间，思考下列问题
1、电荷间的作用规律是什么？
2、他们之间作用力的大小与哪些因素有关？如何研究？
3、谁通过实验的方法，找到了电荷之间的作用规律？其内容是什么？使用条件是什么？
4、什么是点电荷？用到了什么物理思想？
5、在库仑的年代，还不知道电荷的单位，也不知道如何测量物体所带的电荷量，库仑是通过什么样的方法找到电荷之间的作用规律的？
6、静电力常量是谁测量出来的？大小是多少？
电荷之间的作用力
3
思考：电荷之间相互作用力的大小与那些因素有关呢？
①可能跟电荷电量有关
②可能与两个电荷间的距离有关
电荷之间的作用力
3
电荷之间的作用力
3
1、实验方法：
2、实验观察
控制变量法
电荷间的作用力
3
1.库仑定律：
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.适用条件：
电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。
点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、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，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。（点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型）
库仑的实验
4
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
使A球在水平面内平衡
想一想：B球的作用是什么呢？
库仑的实验
4
3、实验方法：控制变量法
4、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
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
库仑的实验
4
2、当之间距离不变时,F与 、 的乘积成正比 F∝
A
C
Q
A
A
C
2
Q
A
D
2
Q
电量均分条件：完全相同的小球
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？
1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝1/r2
实验结论：
库仑的实验
4
库仑的实验
4
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:
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
方向：
在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
静电力的计算
5
例1:
F库=
F引=
静电力的计算
5
例2．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
静电力的计算
5
例3．在真空中两个静止的点电荷Q1和Q2 ，它们之间的库仑力大小为F。若保持它们之间的距离不变，将Q1所带的电荷量变为原来的2倍，为了使它们之间的库仑力F保持不变，则Q2所带的电荷量应变为原来的（　　）
A． B． C． D．
A
静电力的计算
5
例5 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
根据平行四边形定则可得F＝2F1cos30°＝0.25N
点电荷q3所受的合力F的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
静电力的计算
5
例6 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？
静电力的计算
5
例7 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ ）
A －Q，在A左侧距A为L处 B －2Q，在A左侧距A为L/2处
C －4Q，在B右侧距B为L处 D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
三个自由点电荷平衡的问题：
电性上：两同夹异；位置上：三点共线；电荷量上：两大夹小，近小远大
C
课堂小结
6
1.影响电荷间相互作用力的因素：电荷量、距离
2.库仑定律的内容和表达式及适用条件
真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
3.表达式：
4.点电荷理想模型的建立
5.库仑实验的方法：控制变量法
随堂练习
7
1.(点电荷) (多选)关于点电荷,下列说法正确的是 (　　)
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
BC　
随堂练习
7
D　
随堂练习
7
3.(库仑定律)如图所示,在光滑绝缘的水平面上,相隔一定距离放置两个带同种电荷的小球,同时将它们由静止释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是 (　　)
A.速度变大,加速度变大 B.速度变小,加速度变小
C.速度变大,加速度变小 D.速度变小,加速度变大
C　
随堂练习
7
4.(库仑定律与受力分析)一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接,在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N,在图中,小球M能处于静止状态的是 (　　)
B　
作业设计
8
课后习题P5 2、4、5