教科版高中物理选修3-1：1.2库仑定律 课件(20张PPT)

(共20张PPT)
第一章
静电场
第二节
库仑定律
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？
猜想
猜想
1、可能跟电荷电量有关
2、可能与两个电荷间的距离有关
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
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.
大小：
3.
方向：在两点电荷的连线上
,
同种电荷相斥
,
异种电荷相吸。
(
k为静电力常量：k
=
9.0×109
N·m2/C2。计算大小时只将电荷量的绝对值代入)
4.
适用条件：真空、静止的点电荷。
(以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)
AD
1.下列四幅图中小球能处于平衡状态的是：
2.
两个相同的金属小球
，带电量之比为
1∶7
，相距为
r
(
r
远大于小球半径)
，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的(　
)
CD
2.
在你学过的物理概念中，哪一个概念与“点电荷”类似？
1.
库仑定律中的“点电荷”应该怎样理解？是不是带电体的体积足够小，就可以看成点电荷？
1.
点电荷是理想化的物理模型
点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的“质点”，实际中并不存在。
2．带电体看成点电荷的条件
(1)一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷。
(2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能看成点电荷，还与问题所要求的精度有关。在测量精度要求的范围内，带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷。
1.
从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。
2.
带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况。
3.
“静止”的理解：两个静止的电荷，或者一个电荷静止而另一个电荷运动的情况，例如:原子核外电子绕核运动时,核对电子的力同样遵循库仑定律。
例1.
关于点电荷的下列说法中正确的是（
）
A.
真正的点电荷是不存在的
B.
点电荷是一种理想模型
C.
足够小的电荷就是点电荷
D.
一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
ABD
库仑定律与万有引力定律的比较
定律
公式
公式适用范围
共同点
不同点
影响大小
的因素
库仑
定律
与两个物体质量有关，只有引力
①都与距离的平方成反比
②都有一个常数
万有引力定律
点电荷
质点
与两个物体电量有关，有引力，也有斥力
Q1、Q2、r
M、m、r
1.
库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。
2.
库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。
例2.
已知氢核（质子）的质量是
1.67×10─27
kg，电子的质量是
9.1×10─31
kg
距离为
5.3×10─11
m。试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。
你有什么发现？
1.
对于一般的带电体
,
静电力也比万有引力大得多
,
因此研究两个带电体间的相互作用时也忽略万有引力。但一般带电体受到的重力是它和巨大地球之间的万有引力
,
通常都比较大
,
所以就不能忽略。
2.
基本粒子像电子、质子、原子核等
,
因为其本身质量非常小
,
即使与地球之间的万有引力也很小
,
所以基本粒子受到重力往往也很小
,
所以基本粒子所受重力往往可忽略不计。
当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力。
多个带电体的库仑力求解
例3.
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
,
求它们所受的库仑力。
解：q3
共受
F1
和
F2
两个力的作用，q1
=
q2
=
q3
=
q，相互间的距离
r
都相同
,
所以
根据平行四边形定则，合力是:
合力的方向沿
q1
与
q2
连线的垂直平分线向外。
F1
a
b
c
+
-
F2
F3
F4
+
3.
如图所示
,
三个完全相同的金属小球
a、b、c
位于等边三角形的三个顶点上。a
和
c
带正电
,
b
带负电
,
a
所带电荷量的大小比
b
的小。已知
c
受到
a
和
b
的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示
,
它应是
(
)
A.
F1
B.
F2
C.
F3
D.
F4
B
例4.
如图所示，三个点电荷
q1、q2、q3
，固定在一直线上
，q2
与
q3
之间的距离为
q1
与
q2
之间的
2
倍
，每个点电荷所受静电力的合力均为零
，由此可以判定
，三个点电荷的电荷量之比
q1
：q2
：q3
为（
）
A.
─9
:
4
:
─36
B.
9
:
4
:
36
C.
─3
:
2
:
─6
D.
3
:
2
:
6
三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律：
两同夹异、两大夹小、近小远大
A
4.两个可自由移动的点电荷分别放在
A、B
两处
，如图所示
，A
处电荷带正电
Q1，B
处电荷带负电
Q2
，且
Q2
＝
4
Q1，另取一个可以自由移动的点电荷
Q3
，放在直线
AB
上，欲使整个系统处于平衡状态，则
(　　)
A.
Q3
为负电荷，且放于
A
左方
B.
Q3
为负电荷，且放于
B
右方
C.
Q3
为正电荷，且放于
A
与
B
之间
D.
Q3
为正电荷，且放于
B
右方
A