1.2 库仑定律 课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

1.2 库仑定律 第一章 1、知道点电荷的概念。了解理想化模型，体会理想化方法在科学研究中的作用。 2、通过实验探究电荷间的相互作用力。理解库仑定律的含义及其公式表达，会用库仑定律的公式进行有关的计算。 3、通过电场力的合成，进一步强化矢量观念。 教学目标 同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引 1、静电力：电荷间的相互作用力称为静电力。 一 点电荷 2、点电荷：当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离小得多，以至于其形状、大小以及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用力的影响可忽略时，这样的带电体称为点电荷。 一 点电荷 （2）条件：取决于自身大小及两带电体之间的距离比较的关系；与带电体本身大小无关； 对点电荷的理解 （1）点电荷是理想化模型，现实中并不存在；它是实际带电体不考虑形状、大小、电荷分布等次要因素得来的； 一 点电荷 让带电物体靠近悬挂在丝线的带电小球，观察在不同距离时小球偏转角度。 探究影响电荷间相互作用力的因素 使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，观察小球的偏角的变化关系。 两电荷间的静电力 二 结论： 影响电荷间的相互作用的因素有电荷量的多少和电荷之间距离的长短。 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。 两电荷间的静电力 二 1、库仑定律 公式： 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量q1、q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿它们的连线，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。 两电荷间的静电力 二 F=k ①条件： 真空中、静止电荷 ②大小：与电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。 ③方向：它们的连线上（同种电荷沿连线向内，异种电荷沿连线向外）。 对库仑定律的理解 k是一个常量，叫做静电力常量。 ④对公式的认识： k= 两电荷间的静电力 二 F=k 9 r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小球，应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。 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 r + + + + + + r - - - + + 注意 + 库仑定律只适用于真空中的点电荷，当两个带电体无限靠近，即r→0时，带电体不能看成点电荷，当然就不能应用库仑定律来计算。 提示 两个带电量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N，差不多相当于一百多吨的物体的重力!由此可见，库仑是一个非常大的电荷量单位。 通常一把梳子和衣袖摩擦所带的电荷量不到百分之一库仑，但在天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷可达几百库仑。 实际问题 实际问题 与万有引力的比较 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 F= F=k 1、已知质子的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。 解析：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19C 可见，微观粒子间的万有引力小于库仑力，因此在研究微观带电粒子相互作用时，可以把万有引力忽略掉。 小试牛刀 F库=k =(9.0N F引=G =(6.7 2、使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上-3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1，现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为（　） A.2∶1　　　    B.4∶1　　　    C.16∶1　　　    D.60∶1 D 小试牛刀 3、如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知放在P、Q连线上某点R处的电荷受力为零，且PR=2RQ，则（ ）   A.q1=2q2　　　    B.q1=4q2　　　    C.q1=-2q2　　　    D.q1=-4q2 B 小试牛刀 如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其它所有电荷对它的作用力。因此，两个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和（遵循平行四边形定则）。 2、静电场的叠加原理 两电荷间的静电力 二 （1）对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和； （2）电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则。 规律方法 两电荷间的静电力 二 4、 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