9.2 库仑定律 课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其表达式,知道静电力常量。 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算。 3.知道库仑扭秤的实验原理。 学习目标 第九章 静电场 9.2 库仑定律 6.15 5. 电子和质子的电荷量分别是多少?他们是元电荷吗? 课前知识回顾 1、谁发现了电荷?谁测出了元电荷的电量? 2、什么叫元电荷?元电荷的电量是多少?用什么表示? 3、什么是感就起电?感应起的规律? 4、 完全相同两小球接触带电的规律? 6、带电体的电荷量是任意的吗? 均为:e = 1.6×10-19 C 不是元电荷 不是,是元电荷的整数倍,即Q=ne 富兰克林 密立根 最小的电荷量 1.6×10-19 C e 把带电体移近不带电的导体,使导体带电的现象 近异远同 先中和再均分 6.15 1 、(多选)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时 ,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位。关于元电荷,下列说法正确的是 ( ) A. 把质子或电子叫元电荷 B. 1.60×10─19 C 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. 质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷 BCD 课前练习 6.15 2、带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导 体上的电荷移动情况是( ) A、枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动 B、枕形金属导体上带负电的电子向A端移动,正电荷不 移动 C、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端 移动 D、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端 移动 B 6.15 3.(多选)关于电荷量,以下说法中正确的是( ) A.物体所带的电荷量可以为任意实数 B.物体所带的电荷量只能是某些值 C.物体因摩擦带电荷量为+1.60×10-9 C,这是因为失去了1.0×1010个电子 D.物体所带电荷量的最小值为1.60×10-19 C 答案:BCD 6.15 大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素 1.可能跟电荷电量有关 2.可能与两个电荷间的距离有关 问题一:这个力的大小通过什么可以比较出来? 问题二:多个因素影响的时候,我们一般会采用什么方法进行研究? 思考 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? + + α G F T α 方法:控制变量法 6.15 实验表明: 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。 根据控制变量法可猜想:电荷间的作用力会不会与万有引力相似?即: r一定时, q一定时, 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。 卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律 适用于电荷间的力。 定量讨论电荷间的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。 6.15 一、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.适用条件: 电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。 (1)真空中 (2)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) 6.15 3、点电荷 (1)在研究带电体间的相互作用时,如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离,以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小,相对来说可把带电体看作一带电的点,叫做点电荷。 (2)点电荷是一个理想化的模型,类似于力学中的质点。 6.15 库仑扭秤实验 操作方法: 力矩平衡(静电力力矩=金属细丝扭转力矩) 设计思想:控制变量法 库仑扭秤 库仑 思想方法:放大、转化 6.15 (二)、库仑定律的表达式 式中的k是比例系数,叫做静电常量。 计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。 方向: 在两点电荷的连线上, 同种电荷相斥,异种电荷相吸。 2.点电荷之间的静电力遵循牛顿第三定律。 6.15 1.能否由库仑定律表达式得出,当r→0时, F→∞的结论? 拓展思考 当r→0时,两电荷不能再视为点电荷,库仑定律不再适用! 2.两个带电金属球,球心距离为r,两球间 的库仑力仍然遵循 吗? r r + + + + + + + + - - - - + + + + 两金属球带同种电荷 两金属球带异种电荷 6.15 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 6.15 1. 两个半径为 0.3 m 的金属球,球心相距 1.0 m 放置,当他们都带 1.5×10−5 C 的正电时,相互作用力为