9.2库仑定律课件(共14张ppt)

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第九章　静电场及其应用
9.2　库仑定律
学习目标
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.
二、引入新课
（一）影响电荷间作用力的因素
1、实验观察
请问:根据实验现象做出什么猜想？
实验：带正电的带电体M置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球挂在P1。移动带电体M，小球与竖直夹角会随距离r的不同而改变。
现象：r变大，夹角变小；r变小，夹角变大。
电荷之间作用力随距离的增大而减小。
2、力与距离关系
实验：在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，带电小球C与竖直夹角而改变。
现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小
电荷之间作用力随电荷量增大而增大。
3、力与电荷量有关
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
平衡小球B
细银丝
带电小球C
带电小球A
刻度盘与指针
1、器材组成
（二）库仑扭秤实验
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
实验思想：
（1）小量放大思想：解决微力难以测量
（2）电荷均分原理：解决电量无法测量
2、库仑扭秤实验
（三）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：
（1）真空中；（2）静止点电荷
式中的k是比例系数，叫做静电力常量。
5、方向：由电荷的性质确定，q1、q2一般取绝对值；
FBA
FAB
FBA
FAB
A
B
A
B
同性斥力
异性引力
1、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。
（四）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。
2、点电荷与元电荷的区别；
元电荷是一个电子或者一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位；而点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电量是一个元电荷电荷量的整数倍。
思考：根据 推出，当r→0时，F→∞，是否正确？
例1 在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
解：根据库仑定律，它们之间的静电力
根据万有引力定律，它们之间的万有引力
氢原子核与电子之间的静电力是万有引力的2.3×1039倍
简单计算
例2 真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长
为 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷
量都是2.0×10-6C，求它们各自所受的静电力。
解：根据库仑定律，点电荷q3共受到 F1和F2
两个力的作用。其中q1＝q2＝q3＝q
每两个点电荷之间的距离 r都相同，所以
根据平行四边形定则可得F＝2F1cos 30°＝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。
同理，每个点电荷所受的静电力的大小相等，数值均为0.25N，方向均沿另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
例3 两个可自由移动的点电荷分别放在a、b两点，如图所示，a点的点电荷带正电Q1，b点的点电荷带负电Q2，且Q1=4Q2，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在ab直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则下列说法中，正确的是（　　）
A.Q3为负电荷，且放在a点的左侧
B.Q3为负电荷，且放在b点的右侧
C.Q3为正电荷，且放在a、b点之间
D.Q3为正电荷，且放在b点的右侧
B