9.2 库仑定律 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2 库仑定律 导入新课 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 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取决于哪些因素呢？ 1.可能跟电荷电量有关 猜想： 2.可能与两个电荷间的距离有关 一、电荷之间的作用力 实验表明：电荷之间的作用力 1）随电荷量的增大而增大 2）随距离的增大而减少 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 一、电荷间相互作用力 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。 B球的作用是使A球 在水平面内平衡 平衡小球B 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 实验装置 二、库仑的实验 二、库仑的实验 A C Q A 电量均分 A C Q A D 2 Q 条件： 大小、形状、材料等完全相同的小球 结论： 1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝ 2.当之间距离不变时,F与的乘积成正比 F∝ 电量分配 二、库仑的实验 结论： 当电荷量不变时，力F与距离r的二次方成反比。 当距离不变时，力F与q1、q2的乘积成正比。 三、库仑定律 式中的k是比例系数，叫作静电力常量。 国际单位制中，电荷量的单位是库仑（C），力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m）。 k的数值是 当两个点电荷所带的电荷量为同种时，它们之间的作用力为斥力；反之，为异种时，它们之间的作用力为引力。 （1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型 ； （2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。 点电荷与元电荷区别 库仑是通过什么样的实验方法找到电荷间作用力的关系的呢？ 【例题】已知氢核（质子）质量为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5.3×10-11 m。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。 【解析】库仑力大小: 万有引力大小: 静电力与万有引力 【例题2】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm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。 q1 q2 q3 ＋ ＋ ＋ 静电力的计算 实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个以上点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。 【解析】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。 静电力的计算 库仑力的叠加 D 2.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.点电荷是一种理想化模型 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 3. 如图，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，则C带____（填正电荷或负电荷），所带电量为_______ 三个点电荷平衡规律： 共线，两同夹异，两大夹小，近小远大 解：根据平衡条件判断，C应带负电，放在A的左侧且和AB在一条直线上。 设C电量为q，与A相距x。以C为研究对象，由平衡条件得： 代入数据解得 再以A为研究对象，则有 代入数据解得 感谢您的耐心聆听 I'd like to finish by saying how grateful I am for your attention. Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 1．下列说法正确的是（　　） A．点电荷就是体积很小的带电体 B．点电荷就是带电荷量很小的点 C．根据F＝k 可知，当r→∞时，库仑定律的公式就不适用了 D．静电力常量的数值是由实验得出的 【答案】D 【详解】AB．不论带电体体积的大小如何，只要带电体的体积、形状、电荷分布情况对所研究问题的影响可以忽略，该带电体就可以看成点电荷，故AB错误； C．当两点电荷距离趋近无穷大时，带电体的体积、形状、电荷分布情况仍可忽略，仍可看成点电荷，库仑定律仍然适用，故C错误； D．静电力常量的数值是由库仑通过扭秤实验得出的，故D正确。 故选D。 $$