9.2.1认识库仑定律-2022-2023学年高二物理同步课件（人教版2019必修第三册）

9.2 库仑定律 第一课时 认识库仑定律 第九章 静电场及其应用 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 2.通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学探究中的理想模型方法； 学习目标及任务 1.通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用； 3.体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。 复习回顾： 2. 你知道的起电方法有哪几种？ 摩擦起电 接触起电 实质：电子得失与转移 感应起电 3. 接触带电后，电荷分配原则： 两个完全相同的金属球： 若带同种电荷，接触后分开，各带电荷Q=(Q1+Q2)/2 若带异种电荷，接触后分开，先中和，再平分， 则各带电荷Q=(Q1－Q2)/2 复习回顾： 实质：电荷的转移，并没有创造电荷； 电子移动方向与正电荷移动方向相反 靠近带电体的导体，近端出现异种电荷，远端出现等量同种电荷。 4、感应起电分配原则： 5. 电荷守恒定律: 　　电荷既不能创造,也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一个部分。在转移的过程中，电荷的代数和不变。 6. 电荷间的相互作用 　　同种电荷排斥，异种电荷吸引 一、问题的提出 1.影响带电体间相互作用力的因素有哪些? 一、问题的提出 1.影响带电体间相互作用力的因素有哪些? √ 2.怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 分析 一、探究影响电荷间相互作用的因素 √ 真空 能忽略其影响吗？ 由于带电体距离较近，带电体的形状会影响电荷的分布，电荷分布情况也会影响它们之间的相互作用力 q q 构建模型 点电荷 一、问题的提出 2.怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 一、探究影响电荷间相互作用的因素 二、实验探究 一、探究影响电荷间相互作用的因素 1、定性研究 研究方法 控制变量法 研究: (1)电荷量不变,改变距离 (2)距离不变,改变电荷量 演示实验 二、实验探究 一、探究影响电荷间相互作用的因素 1、定性研究 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. 二、实验探究 一、探究影响电荷间相互作用的因素 2、定量研究----研究的过程 库仑 2、定量研究----研究的过程 富兰克林注意到一个使他不解的现象… 普利斯特利通过类比，认为电力与万有引力具有一样的特性。卡文迪许也得出同样的结论 库仑定律通过直接测量，寻找电力规律 卡文迪许扭秤实验 2、定量研究----库仑的实验 遇到的困难 微小力不易测量 距离不便测量 电荷量无法直接测量 卡文迪许扭秤实验 突破 等倍改变距离 平分电荷量 放大微小力 遇到的困难 微小力不易测量 距离不便测量 电荷量无法直接测量 2、定量研究----库仑的实验 F∝ 1 r2 F∝ q1q2 F= k q1q2 r2 k---静电力常量 且k=9.0×109N·m2/C2 1785年,库仑用他自己发明的扭秤,从实验得到静电力的平方反比定律。 2、定量研究----库仑的实验 二、库仑定律 内容 真空中两个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，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 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 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力。 使用条件 二、库仑定律 q1 q2 r 1.真空中；2.静止； 3.点电荷. 点电荷的理解 （1）带电体本身的大小、分布，对讨论的问题影响很小，可把带电体抽象为一几何点，并称它为点电荷(只有电荷量,没有大小、形状)； （2）点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。 （3）点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。 提醒 (1)作用力的方向：同性相斥，异性相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。(2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律 (3)计算库仑力时，不需要将电荷量的正、负代入计算 (4)在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下，库仑力存在极大值： 当q1＝q2时，F最大。 库仑定律的意义 （1）库仑定律是电学发展史上第一个定量实验定律 (2)类比法在库仑定律建立过程中发挥了重要作用. 例1：两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为(　　) 答案：C 【课堂训练】 定性研究 定量研究