人教版2019高一物理必修3第9章第2节库仑定律

(共17张PPT)
新人教版必修3第9章第2节
库仑定律
讲课教师：姚桂元
教学目标
1.探究电荷间作用力大小的影响因素？
2.理解库仑定律的内容？
3.了解库仑扭秤实验的实验过程？
4.会运用库仑定律解决实际问题？
前情回顾
1.什么是元电荷？
带电粒子所带的最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，e=1.6×10-19C。
2.什么是静电感应？
3.电荷间的作用规律如何？
思考1：电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢？
电荷量、电荷之间的距离、……
思考2：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？
控制变量法
思考3：保持A的电荷量不变，P1、P2、P3处电荷相同电荷量也不变，通过观察图片你能发现什么规律？
电荷之间的距离越大，电荷间的作用力越小。
思考4：电荷间的作用力大小你是通过什么判断出来的？
细线与竖直方向的夹角。
思考5：如果改变电荷A或P1的电荷量，你会观察到什么实验现象，得到什么结论？
电荷的电荷量越大，电荷间的作用力越大。
最终法国科学家库仑设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），精确地验证出了电荷间作用力大小的规律——库仑定律。
电荷的电荷量越大，电荷间的作用力越大；电荷间的距离越大，电荷间的作用力越小。
一、电荷之间的作用力
真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
1.内容：
2.公式：
其中：k叫静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2
3.适用条件：真空、静止、点电荷
思考：什么情况下物体可以看成质点？
4.点电荷：
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小、分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成点电荷。
点电荷是一种理想化的模型。
二、库仑的实验
1.实验装置：如图所示
2.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是一一对应关系。
3.实验步骤：
①控制A和C的电荷量不变，扭转悬丝改变电荷间的距离r，记录悬丝扭转的角度，即可验证力F与距离r的关系；
②控制A和C的距离不变，改变A和C的电荷量q1和q2，扭转悬丝保持电荷间的距离r不变，记录悬丝扭转的角度，即可验证力F与电荷量q1
、
q2的关系；
库仑扭秤实验
库仑定律
实践中的应用
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。（质子的质量1.67×10-27kg
，电子的质量9.1×10-31kg
）
例2：真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在腰长为100cm的等腰直角三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量均为2.0×10-7C，求q3所受到的库仑力。
课堂小结
一、电荷之间的作用力
二、库仑的实验
布置作业
完成小薄本课时同步训练第9章第2节《库仑定律》练习。
例3：相距为d的两个带正电的点电荷固定不动，电荷量之比为q1：q2=1:4，引入第三个电荷q，为使q能处于平衡状态，应把q放在什么位置?
例4：如图所示，在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是?
三点电荷平衡问题
如右图，在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：
(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异)．
(2)QA>QB，QC>QB(两大夹小)．
(3)若QC>QA，则QB靠近QA(近小远大)．