9.2电荷的相互作用 库仑定律 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

9.2电荷的相互作用 库仑定律 知识回顾 正电荷、负电荷 自然界中只有两种电荷： 同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 静止电荷间的相互作用力： 01 02 + - + - 静电力 方向： 沿着两电荷的连线 + + 定性探究静电力大小的决定因素 - 猜想 同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 静止电荷间的相互作用力： + - 静电力 方向： 沿着两电荷的连线 + + 静止电荷间的相互作用力的大小与什么因素有关呢？ 两电荷间的距离 两电荷的电荷量 定性探究静电力大小的决定因素 - 实验设计 偏角的大小来定性判断静电力的大小 多个因素影响静电力的大小，采取什么方法进行研究？ 控制变量法 静电力的大小通过什么来判断？ 偏角越大，表示静电力越大   保持两电荷间距离r不变， 探究静电力F大小与电荷量q的关系 保持两电荷的电荷量q不变， 探究静电力F的大小与两电荷距离r的关系 1 2 定性探究静电力大小的决定因素 - 实验 距离越远，偏角变 ，说明小球受力变 。 距离越近，便角变 ，说明小球受力变 。 电荷量减小，便角变 ，说明小球受力变 。 大 小 小 大 小 小 定量探究电荷间相互作用力的规律 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 猜想：电荷间相互作用力 会不会与 万有引力 具有相似的形式呢？ 万有引力：两个物体之间相互引力的大小 与两物体质量的乘积成正比，与两者距离的二次方成反比。 电荷间相互作用力：两个电荷之间相互作用力的大小 与两电荷电荷量的乘积成正比，与两者距离的二次方成反比。 这一科学问题最早由法国科学家库仑用扭秤实验证明解决。 库仑 扭秤实验 实验器材：细扭丝的下端悬挂一根绝缘棒， 带电小球A和C、不带电小球B 实验原理：AC之间的作用力使扭丝扭转， 扭丝扭转的角度→比较作用力的大小 实验方法：控制变量法 B球的作用是什么呢？ 使A球在水平面内平衡 思想方法：放大和转化的思想 库仑 扭秤实验 实验步骤：（1）探究力F与距离r的关系 改变A和C之间的距离r，记录每次扭丝扭转的角度 库仑 扭秤实验 实验步骤：（2）探究力F与电荷量q的关系 改变A和C的电荷量q1、q2，记录每次扭丝扭转的角度 困难：在库仑的年代， 不知如何测量物体所带的电荷量， 甚至连电荷量的单位都没有. 完全相同的金属小球接触时，总电荷量平均分配 ◎ 考点一　静电现象　库仑定律 1．使物体带电的三种方法及其实质 (1)三种方法：摩擦起电、感应起电和接触带电。 (2)实质：电荷的转移。电荷转移的原因是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。 2．电荷的分配规律 (1)两个相同的导体球，一个带电，一个不带电，接触后电荷量平分。 (2)两个相同导体球带同种电荷，先接触再分离，则其电荷量平分。 (3)两个相同导体球带异种电荷，先接触再分离，则其电荷量先中和再平分。 3．对库仑定律的理解 (1)库仑定律的表达式为F＝keq \f(q1q2,r2)，r指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距。 (2)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。 如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开(　　) A．此时A带正电，B带负电 B．此时A电势低，B电势高 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 【解析】 由静电感应可知，A的左端带负电，B的右端带正电，A、B的电势相等，选项A、B错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误。 【答案】 C (2018·全国卷Ⅰ)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　) A．a、b的电荷同号，k＝eq \f(16,9) B．a、b的电荷异号，k＝eq \f(16,9) C．a、b的电荷同号，k＝eq \f(64,27) D．a、b的电荷异号，k＝eq \f(64,27) 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图，M、N两点各固定一负点电荷。一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用