教科版 选修3-1 第一章 静电场 2. 库仑定律?课件27张PPT

(共27张PPT)
相互作用规律：同性相斥、异性相吸。
一、电
荷
两种电荷:正电荷、负电荷。
1.摩擦起电
2.接触起电
3.感应起电
二、起电方式
电荷性质：吸引轻小物体。
共同实质:电子的转移
回顾
第一章
静电场
1.2
库仑定律
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
同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
演示：
2.距离越近，偏角越大，力越大；
距离越远，
力越小。
1.带电量越大，偏角越大，力越大；
带电量越小，
力越小。
小球受力示意图
T
G
F
偏角越大，力越大
结论：
α
A
A是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较相同的小球在不同位置所受带电体的作用力的大小
思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？
思考二：你认为这个力的大小会与哪些因素有关？
思考三：多个因素影响的时候，我们一般会采用什
么方法进行研究？
二、探究影响电荷间相互作用力的因素
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量（用数学公式语言进行相关描述）讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
实验定性（用文字语言进行相关描述）表明：
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小
实验结论：库仑定律
当电量不变时，F与距离r的二次方成反比
F∝
当之间距离不变时，F与、
的乘积成正比
F∝
思想方法
1、小量放大思想
2、电荷均分原理
三、库仑定律
1、
内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，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。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
2、表达式：
3、适用条件：
真空中静止点电荷
其中：k叫静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2
库仑定律与万有引力定律的比较
点电荷
：当带电体间的距离比他们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷
点电荷类似于力学中的“质点”
，是一种理想化的模型
4
库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷
异种电荷
5.相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑力是一对作用力和反作用力
6.（1）在计算时q1、q2只要代入大小，“+”、“-”号不要代入
（2）库仑定律只能计算库仑力的大小
，方向在连线上，还需进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定
1、下列说法中正确的是：
A、点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是
不存在的
B、点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C、根据库仑定律可知，当r
0
时,F
∞
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
答案：AD．
例题讲解
2、在真空中，一个电荷量为
2.0×10–9
C
的点电荷q
，受到另一个点电荷Q
的吸引力为
8.1×10-3
N,
q
与Q
间的距离为
0.1
m
,
求Q
的电荷量？
解：
解：氢原子核与电子之间的库仑力
F电为：
3、
在氢原子中，原子核只有1个质子,
核外只有1个电子,
它们之间的距离
r
=
5.3×10-11
m
。求氢原子核与电子之间的库仑力
F电与它们之间的万有引力F引
的比值？
(已知质子的质量为1.67×
10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg）
氢原子核与电子之间的万有引力
F
引
为：
小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。
F电
F
引
3、多个点电荷的问题
Q2
Q1
Q3
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。
例题4：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：Q3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
F1=F2=K
=
N
=0.144
N
根据平行四边形定则，合力是:
Q1
Q2
Q3
F2
F1
F
合力的方向沿Q1与Q2连线的垂直平分线向外.
30°
小
结
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
第二课时
复习:
１、两种电荷：正电荷
负电荷
２、使物体带电的方法：
（１）摩擦起电：
（２）静电感应：
（３）接触起电：
　　　
３、电荷量的表示：元电荷：用“e”表示。
e=1.60X10-19C　
任何电荷的电量都是元电荷的整数倍
　
４、电荷守恒定律：
近异远同
库仑定律
１、库仑定律的内容：
２、公式表示：
３、应用范围：
（１）点电荷：
理想化模型
（２）真空
４、注意点：　　
　（1）方向判断：同斥、异吸
符合牛顿第三定律
　（2）大小计算：电量带入绝对值
处理方法：
①库仑定律
②受力分析
二、含库仑力的共点力的平衡
类型题二
分析方法与力学相同
(1)确定对象
(2)受力分析：a)重力
b)库仑力
c)弹力、摩擦力
(3)合成或正交分解
(4)运用平衡条件
注意：绝缘平面、绝缘杆（绳）等不导电；
光滑面无摩擦
例题：真空中，可视为点电荷的带等大电量电体A、B
，B用绝缘细线悬挂。当AB同处于同一水平线上时，B恰静止。
1、若A带正电，B带何种电荷？
2、若mB=0.1kg，A、B间距
r=0.1m
，B静止时，绳与竖直方向θ=37?
求：绳的拉力及B受的库仑力，B的带电量？
B
A
θ
学以致用
例题：如图，一质量为2×10-5千克，带电量为8×10-7库仑的小球B，用长为30厘米的细线悬挂在O点，现将另一小球A逐渐移近它，两球恰好等高，且平衡，此时细线与竖直方向为37°，两球间距为15厘米。试求A球带电量。
B
A
学以致用
三、含库仑力的动力学问题
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
类型题三
注意：仅在受力分析时，增加库仑力的分析，
其它解题过程与原来形同。
对象：受力分析
——建立牛顿第二定律
过程：运动分析——建立速度公式、位移公式
例1、光滑水平面有A、B两个带电小球，A的质量是B的质量的2倍，将两球由静止释放，初始A的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小为v，此时，A的加速度为
.
a/2
A
B
现象：A的加速度在减少，库仑力在减少，
相互排斥，间距增大。
依据：牛顿第二定律，牛顿第三定律
练习2：两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（
）
4/7
B.
3/7
C.
9/7
D.
16/7
C
D
学以致用
练习3:两个带同种电荷的相同金属小球(两球距离远大于小球的直径）所带电量分别为Q1，Q2，现让它们接触后再放回原处，那么它们的相互作用与原来相比（
）
A.
可能变大
B.
可能变小
C.
可能不变
D.
以上三种都可能存在
Q1
Q2
AC
学以致用