人教版_选修1-1_一、电荷 库仑定律课件41张PPT

1. 电荷 库仑定律
回顾：
1、初中学过自然界有几种电荷，如何使物体
带电？
2、如何检测物体是否带电？
3、带电体之间的相互作用如何表现？
4、电荷的多少用什么表示？
1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）
①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷．
②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷．
一、电荷
2、电荷间的相互作用：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
+
_
带电体吸引轻小物体．
3、电荷的多少叫电荷量，符号：Q（q）
单位：库仑（库） 符号：C

静电计(指针式验电器)
验电器
使物体带电的方法：
1、摩擦起电
摩擦起电的原因：在摩擦起电的过程中，一些被原子核束缚得不紧的电子转移到另一个物体上，于是失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。
做一做：拿梳子或笔摩擦头发，然后使其靠近小纸屑，你看到什么现象？这说明了什么？
梳子摩擦头发，电子会在
它们间随意相互转移吗？
起电的原因是？
物质的微观结构是怎样的？
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（不带电）
（中性）
（负电）
（正电）
起电的原因
原子的核式结构
原子是电中性的
摩擦起电的原因：
思考：玻璃无论与什么物质摩擦都带正电吗?
玻璃棒与毛皮摩擦后带负电
丝绸 - 玻璃
毛皮 + 橡胶
+
-
束缚电子本领弱的物体失去电子带正电
束缚电子本领强的物体得到电子带等量的负电
谁束缚电子
的本领强？
金属导电机理：
自由电子
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
2、感应起电
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
-
-
＋
＋
＋
＋
＋
＋
-
-
-
-
-
-
I
感应起电
带电规律：
近异远同
等量分开
思考
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应．
（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
感应起电
（3）静电感应的原因：把带电球移近金属导体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
3、接触带电
接触结果：
先中和再均分
两个完全相同的带电导体,接触后再分开：
放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象
－Q
＋Q
A
B
电荷的中和：
中和是不是电荷消失?为什么？
电荷平分
电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷总数保持不变.
二、电荷守恒定律：
能量守恒定律
因此，电荷守恒定律又可表示为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。
注意：所有带电体的电荷量或电荷转移时的电量都是e的整数倍。
元电荷
　　科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量的绝对值。
e =1.60×10－19 C
三、元电荷
元电荷:
物体带电量:
自然界中的最小带电量是质子或电子的带电量
电荷的多少叫做电荷量，
符号Q，单位C
四、带电量：
元电荷就是电子?
电子带电量为-e
元电荷是电荷量的单位,不是某电荷
电荷量e的数值最早由美国科学家密立根用实验测得
既然电荷之间存在相互作用，那么作用力的大小由那些因素决定呢？
θ
F
mg
T
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
控制变量法
三、库仑定律
1、内容： 真空中两个静止的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：
K静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
1、点电荷的条件：“小”
（1)带电体体积相对小．
(2)带电体大小、电荷分布对问题影响小

2、点电荷是理想模型，不存在
适用范围:
1.真空中； 2.点电荷.
质点
Q
思考:
两个靠的比较近的带点球是否可以看成点电荷？
—
+
+
+
+
+
—
—
—
—
—
下列说法中正确的是：（ ）
A .真正的点电荷是存在的．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．
D
思 考
库仑定律使用心得
电荷量用绝对值代入，不要带+、-号
力的作用有相互性，q1、q2可不等，F、F‘必相等
库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷
异种电荷
典型实例: 带电球体、空心带电球壳等
多点电荷的作用：先独立求力，再矢量运算．
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，求它们所受的库仑力？
小 结
1、自然界存在两者电荷（1）正电荷（2）负电荷
2、使物体带电的方式带电方式
(1)摩擦起电 (2)感应起电 (3)接触起电
本质相同：都是电荷的转移
3、电荷守恒定律：一个系统，电荷数保持不变。
4、元电荷 e=1.6×10-19C
5、库仑定律（1）、内容：（2）公式
适用条件：① 真空 ②点电荷
k=9.0×109N·m2/C2
6、点电荷：相对很小，理想模型.
1、关于元电荷，下列论述不正确的是（ ）
　A、把质子或电子叫元电荷．
　B、1.60×10-19C的电量叫元电荷．
　C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷．
　D、带电体带电量或电荷转移的量是元电荷的整数倍．
同 步　练　习
A
2、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是 （ ）
　A、带有等量异种电荷 B、带有等量同种电荷
C、带有不等量异种电荷 D一个带电，另一个不带电
BCD
⒊ 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T?A，T?B，则（ ）
A.TA< T?A B.TB> T?B C.TA=T?A D. TBBC
⒋ 真空中有两个大小相等的带电球体，带电量分别为Q和-3Q，相距为r(r远大于球半径)时，它们之间的静电引力为F，若将两个带电体接触后再分开，仍相距r，它们之间的静电力为_________力（吸引或排斥），静电力大小为F?=______F。
排斥
1/3
问题与练习1
1.在我国北方天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电击一下.这是为什么?
答：在天气干燥的季节，脱掉外衣时，出现摩擦起电现象，当伸手去摸金属门把手，使产生的大量静电导走，从而出现放电现象，所以感觉被“电”了一下。
问题与练习2.在如图所示的实验中，起初A、B不带电，将带正电的C靠近A，然后移开A、B，最终A带上了-10-8C的电荷．实验过程中，是电子由A转移到B还是由B转移到A ？得到或失去的电子数目各是多少？
问题与练习3.A为带正电的小球，B为原来不带电的导体。把B放在A附近，A、B之间存在吸引力还是排斥力？
问题与练习4.如图，把导体A、B在带电体C旁边相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，如果小电动机非常灵敏，它便会开始转动．当电动机还没停止时，又立刻把A、B在C旁边相碰一下再分开，之后再和小电动机两接线柱接触．如此下去，小电动机便能不停地转动．这不是成了永动机而违背能量守恒定律吗？说说你的看法。
答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。因为，在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功。这是把机械能转化为电能的过程。
问题与练习1.有三个完全一样的绝缘金属球，A带的电荷量为q，B,C均不带电．现要使球的电荷量为3q/8，应该怎么办？
问题与练习2.两个质子在氮原子核中相距约为10-15m，它们的静电斥力有多大？
问题与练习3.真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B （均可看做点电荷），分别 固定在两处，它们之间的距离远远大于小球的直径，两球间静电力为 F．现用一个不带电的同样的绝缘金属小球C先与A接触，再与B 接触，然后移开C，此时A、B球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的 2 倍，则它们间的静电力又为多大？
问题与练习4.在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的点电荷．如果保持它们的位置不变，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多大？
问题与练习5.两个分别用长13厘米的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）。由于静电斥力，他们之间的距离为10厘米。已测得每个球形导体质量是0.6克，求它们所带的电荷量。