10.2 库仑定律 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

库伦定律 知识点： 1、点电荷 2、探究电荷之间的作用力 3、库仑扭秤实验 4、库仑定律 知识清单 要点概述 快做笔记！ 考点： 1、静电力的叠加 2、库伦力作用下的平衡问题 3、静电力作用下的力学综合问题 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小、电荷分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的电，叫做点电荷。 思考：什么是点电荷呢？ r R R<<r 点电荷是一种理想化的模型。 点电荷 点电荷 3 电荷之间的作用力 电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？ 探究电荷之间的作用力 4 实验：带正电的带电体M置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3。带电体C与竖直夹角会随距离r的不同怎样改变呢？ 现象：r变大，夹角变小；r变小，夹角变大。 电荷之间作用力随距离的增大而减小。 猜想一：与距离有关 探究电荷之间的作用力 5 实验：在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，带电体C与竖直夹角怎样改变呢？ 现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小 电荷之间作用力随电荷量增大而增大。 猜想二：与电荷量有关 电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小。 探究电荷之间的作用力 6 探究F与q的关系： 改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系 在库仑那个时代，还不知道怎么样测量 物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都 没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？ 库仑扭秤实验 本实验涉及到的物理方法：微小量放大法、控制变量法 A C A 电量均分 A C A D 条件：大小、形状、材料完全相同的小球 1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝ 2.当距离不变时,F与 的乘积成正比 F∝ 结论： 库仑扭秤实验 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、关系式： 3、电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力 4、适用条件： （1）真空中；（2）静止点电荷 式中的k是比例系数，叫做静电力常量。 库仑定律 同种电荷：电荷分布在金属球外侧 异种电荷：电荷分布在金属球内侧 想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位置的点电荷？适用于r=0的情况? +Q +Q L=4r + + + + + + +Q -Q L=4r - - - + + + 库仑定律 注意： （1）计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。 （2）如何确定半径r ①若是点电荷，r为两点间距离 ②相距较远时，均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是球心与球外点电荷间的距离 ③公式不适用于r→0的情况 库仑定律 典例：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的带电量都是 +2 × 10-6 C,求它们各自所受的库仑力。 F1 F2 F3 q1 q2 q3 + + + 库仑定律 解：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 , 所以 根据平行四边形定则，合力是: 合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。 F1 F2 F3 q1 q2 q3 + + + 库仑定律 万有引力定律 库仑定律 不同点 只有引力 既有引力又有斥力 天体间表现明显 微观带电粒子间表现明显 都是场力 万有引力场 电场 公式 条件 两质点之间 两点电荷之间 例1.（多选）库仑定律的适用范围是（ ） A．真空中两个带电球体间的相互作用 B．真空中任意带电体间的相互作用 C．真空中两个静止点电荷间的相互作用 D．真空中两个大小远小于它们之间的距离的静止带电体间的相互作用 CD 例2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们所带的电荷量都增大为原来的2倍，距离不变，它们之间的相互作用力变为（　　） A．F B．2F C．4F D．16F C 16 例3.甲乙两个完全相同的金属小球，甲带有+q的电量，乙带有+3q的电量。它们之间的库仑力为F，若乙球与甲球接触后放回原处，则它们之间的库仑力变为（　　） A．0 B F C．2F D．4F B 17 制作人：方朝阳 $