9.2库仑定律 课件（23张PPT）

9.2 库仑定律
影响带电体间相互作用力的因素有哪些？
q1
q2
+
P1
C
+
F
F
电荷量？q1？q2 ？
2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？
距离r?
介质？
大小形状？
电荷分布？
1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？
电荷量？q1？q2 ？
2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？
距离r?
介质？
大小形状？
电荷分布？
1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？
分析
√
√
真空
能忽略其影响吗？
q
q
L=30r
r
r
带电体自身的大小远小于它们之间的距离
大小形状
电荷分布
q
q
q
q
L=3r
r
r
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
点电荷
理想化模型
当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至于在研究它与其他带电体的相互作用时，带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷。
1、性质：类似于力学中的质点，也是一种理想化模型
2、条件：形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
一、点电荷
如何区分点电荷和元电荷？
①元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型?
②电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍
2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？
电荷量（q1和q2 ）
距离r
定性研究
实验探究方法
控制变量法
研究：
（1）电荷量q不变，改变距离
（2）距离r不变，改变电荷量
q1
q2
+
P1
C
+
A
结论：
（1）电荷量q保持不变，距离r增大，F减小。
（2）距离r保持不变，电荷量q增大，F增大。
定性研究
q1
q2
+
P1
C
+
P2
P3
A
猜想：电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？
带电物体之间的相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？
这一科学问题的解决由法国学者库仑完成
细银丝的下端悬挂一根?
悬丝扭转的角度
比较力的大小
改变A和C之间的距离r
记录每次悬丝扭转的角度
力F与距离r的关系
绝缘棒
库伦的实验
当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时
A与C之间的作用力使悬丝扭转
棒的一端是一个带电的小球A
另一端是一个不带电的球B
B与A所受的重力平衡
定量研究
C
细银丝
平面镜
平衡小球B
带电小球C
带电小球A
在库仑的年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有
两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，相互接触后，
它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，
这两个小球接触后它们所带的电荷量相等
库仑做实验的装置—库仑扭秤
平分电荷量
放大微小力
等倍改变距离
C
突破方法
细银丝
平面镜
平衡小球B
带电小球C
带电小球A
二、库仑定律
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。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
1. 内容
2. 表达式
比例系数 k 叫静电力常量，
国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
3.适用条件：
（1）真空中
（2）静止
（3）点电荷
4.相互作用力的方向 ：在它们的连线上。
+
+
q1
q2
r
—
—
F斥
F斥
F斥
F斥
+
—
F引
F引
5.注意：
①计算时只带电荷电量的数值
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相互排斥，异种电荷相互吸引来判断
不正确，
r趋近于0时，两个带电体已经不能看做点电荷，库仑定律不再适用
真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是 2.0 × 10-6 C，求它们各自所受的静电力。
q1
q2
q3
＋
＋
＋
q1
q2
q3
F2
F
F1
＋
＋
＋
分析：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。
根据平行四边形定则
合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0.25N，方向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。