人教版（2019）高一物理 必修第三册 第九章：9．2库仑定律（共22张PPT）

(共22张PPT)
9.2 库仑定律
电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？
观察
引入新课：
教学目标 (结合教学目标，预习课本5分钟）
1. 知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想化方法在科学研究中的作用。
2.理解库仑定律的内容及公式，明确库仑定律的适用条件，并能应用库仑定律进行定量计算。
3.了解库仑扭秤实验，知道静电力常量。
4.对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统一性。
1、库仑力（静电力）
静止电荷间的相互作用
——库仑力（静电力）


电荷间的相互作用的强弱(库仑力的大小)
和什么有关？
探究影响电荷间相互作用的因素
猜想：

试验方法：
实验装置

观察现象

改变小球电量和两小球间距离
观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小
电荷量
间距
q1
q2
控制变量法
结果分析
电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小
2、库仑定律
内容表述：
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，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

表达式：
3、库仑定律的说明
（1）适用范围：
①真空、静止点电荷
点电荷（理想化模型）：当带电体间距离比它们自身的大小大很多，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们间作用力的影响可忽略不计时，可将其看作有电荷量的点(R<②均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是两球心间的距离
③公式不适用于 的情况
3、库仑定律的说明
（2） ：比例系数，称为静电力常量
国际单位：
真空中： （空气中近似相等）
物理意义：
两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N
3、库仑定律的说明
（3）方向：使用库仑定律计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、异性相吸判断方向

（4）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同时它也具有力的一切性质（独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则，相互作用力）
4、库仑扭秤实验
实验装置
A
B
C
5、库仑定律与万有引力定律
分析库仑扭秤实验中小球在水平面内受力状况
万有引力是否影响扭秤扭转？
例1，P7
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
5、库仑定律与万有引力定律
库仑力和万有引力虽然形式上非常类似，但性质不同，数量级也不同。微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在分析微观带电粒子的相互作用力时可忽略万有引力。
例2，P8
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+2×10-6C，求它们各自所受的库仑力
q1
q3
q2
三个点电荷的受力情况都相同，以q3为例
q3受到大小相同的库仑力F1和F2
方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外
思考：
若上题中将点电荷q1和q2变成一根均匀带电直棒，带电量为（ q1+q2 ），此棒对q3的作用力方向如何？




提示：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的
练习1
在真空中有 a、b 两个点电荷， b 的电荷量是 a 的3 倍，如果 a 受到的静电力是F，则 b 受到的静电力是（ ）
A．F B． C．3F D． 4F
A
相互作用力：大小相等，方向相反
恭喜答对了 ！！！
练习2
两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R，带电荷量之比为1：7，两者相互接触后再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）
A. 4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
C D
思维严密，考虑多种情况
恭喜答对了 ！！！
练习3
在一条直线上有两个相距2m的点电荷A、B，A带电-Q，B带电+9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则C应带什么性质的电荷，所带电荷量为多少？应放于何处？
正电荷， Q，A的左侧1m处
A
B
三个点电荷平衡规律:
共线，两同夹一异，两大夹一小，近小远大
练习4
光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别为m1=2g，m1=1g，它们的电荷量相等，q1= q2=10-7C。A球带正电，B球带负电。现在水平恒力F1向右作用于A球，这时A、B一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变。试问：F1多大？它们如何运动？
F1
A
B
注意力、电模型的类比、迁移！
练习5
在竖直放置的半径为R的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。现将质量为m、电荷量为+q的小球从半圆的水平直径端点A静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则置于圆心处的点电荷带什么电？电量大小为多少？
电荷带负电
O
A
B
课堂小结：
今天你学到了什么？请学生们总结本节的内容。