人教版（2019）必修第三册 9.2 库仑定律 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第二节　库仑定律
1.自然界存在两种电荷
（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
2.使物体带电的方式及本质
(1)摩擦起电：电子从一个物体转移到另一个物体
(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体
(3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
规律：近异远同
3.电荷守恒定律：
回顾
图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
（1）A、B接触后分开，再移去C，
则A________，B______；
（2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开，
则A_______，B_______．
（3）A、B接触，用手指瞬间接触A后再移去C C，
则A________， B_______；
（4）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，
则A________， B_______；
正电
负电
不带电
不带电
负电
负电
负电
负电
4、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷 __________ ．若手的接触点改在A端，情况又如何___________ 。
负电荷
负电荷
同种电荷相互排斥，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.
猜想
探究影响电荷间相互作用力的因素
实验表明：电荷之间的作用力
（1）随电荷量的增大而增大
（2）随距离的增大而减少
库仑定律
库仑扭秤实验
实验装置
A
B
C
平衡小球
细银丝
带电小球C
带电小球A
刻度盘与指针
一、库仑的实验
研究方法：控制变量法
1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
2.F与q有关
结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
库仑定律
真空中，两个静止点电荷之间相互作用力的大小，跟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。
+
q1
q2
r
F
1
F
2
k ：静电力常量
4.适用条件：
3.
1.内容：
2.公式：
真空， 点电荷
① “小”（1)带电体相距很远，体积相对小．
(2)带电体大小、电荷分布对问题影响小
质点
思考:两个靠的比较近的金属带电球是否可以看成点电荷？
—
+
+
+
+
+
—
—
—
—
—
4.适用条件：
真空， 点电荷
②点电荷是理想模型
（1）真空、点电荷
对库仑定律的理解
（2）计算时只带电荷的电量计算，注意方向
（3）当一个点电荷受到多个点电荷的作用，可以进行力的合成分解并进行矢量运算
解：质子与电子之间的库仑力 F电为
例1: 试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=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C，距离是5.3×10-11m。
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
例2 :真空中有三个三个点电荷,它们固定在边长为50cm 的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是 ,求它们的库仑力.
Q1
Q2
Q
F2
F1
F
1.下列说法中正确的是：
A .真正的点电荷是不存在的．点电荷是一种理想模型
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．
AD
课堂练习：
2.三个相同的金属小球a、b和c (均可看做点电荷), ，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（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
C
若改为“a和b带等量同种电荷”,选( )
D
3.两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10 5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10 5 C和 1.5×10 5 C的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）
A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断
B
2.如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。则（ ）
Ａ. qA必大于QＢ
Ｂ. qA可以小于qB
Ｃ. mA必小于mB
Ｄ. mA 可以等于mB
C
5.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< TA B.TB> TB
C.TA=TA D. TBBC
4.如图：已知A、B两相同的小球质量为m，带有相同的电量，绝缘细绳长为l，他们张开的夹角为θ。求两带电小球所带电量Q的大小。
1.若A 球电量增至2Q，哪个夹角大？
2.若A球质量增至2m，哪个夹角大？
拓展：
5.如图所示, 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, 质量均为0.1g. 分别10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点, 当平衡时B球偏离竖直方向600, A球竖直悬挂且与墙壁接触. 求：
(1) 每个小球的带电量;
(2) 墙壁受到的压力;
(3) 每条细线的拉力.
（1）对B球受力分析如图所示： B球受三力平衡，则重力与库伦力的合力大小等于绳子拉力，方向与绳子拉力方向相反， 由几何知识可知：F=mg=TB 根据库伦定律：F=Kq2L2=mg 解得：q=13×10-7C （2）对A球受力分析如图： A球受力平衡所以：N=Fsin60°=mgsin60°=0.1×10-2×
32=
32×10-3N 由牛顿第三定律得：墙受到小球的压力大小为
32×10-3N，方向水平向左． （3）对A球受力平衡：TA=mg+Fcos60°=0.1×10-2×（1+0.5）=1.5×10-3N 由前面分析知TB=mg=1×10-3N
1、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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、公式：
3、适用条件：⑴ 真空 ⑵ 点电荷
4、点电荷：是一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.
k=9.0×109N·m2/C2
课堂小结：