1.2 库仑定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第一章 静电场 1.2 库仑定律 带电物体之间存在相互作用力，这个力的大小可能和哪些因素有关呢？ 距离？ 电荷量？ 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 活动：猜想------ 一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 简化问题，建立理想化模型—— 带电体的大小、形状对所研究的问题的影响很小，以至于可以忽略时，带电体就可以看作一个带电的点。 点电荷 猜想：与距离、电荷量有关 方法： 控制变量法 （P9） 库仑（C.A.Coulomb）法国物理学家 库仑扭秤实验 θ 教材P10 1、（P10）内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿这两个点电荷的连线。 2、公式： 静电力常量 二、库仑定律（Coulomb law） 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 在空气中的结果与真空中相差很小，因此在空气中也可使用. 3、适用条件：真空，静止，点电荷 理想化模型——带电体本身线度远小于它到其他带电体的距离。其形状以及电荷分布不影响问题研究。可视作一个带电的点 4．在利用库仑定律： 进行计算时，注意： ①先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求静电力大小。 ②然后根据是电性来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力，判断静电力方向。 ③静电力可以叠加，满足平行四边形定则。也遵循牛顿第三定律 ④对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球 心的点电荷，r为球心间的距离。 4．在利用库仑定律： 进行计算时，注意： 绝缘球体： ⑤对于两个带电金属球体，如果不能满足半径远小于两球 间距离，则要考虑表面电荷的分布情况。 4．在利用库仑定律： 进行计算时，注意： 金属球体： 4．在利用库仑定律： 进行计算时，注意： ⑥不能根据公式错误的认为r→0时，静电力F → ∞，因为 当r→0时，两个带电体已不能看成点电荷了。 例2、如图所示，两质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量均匀，将它们固定于绝缘支柱上，两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是（ ） D 例3、（教材P13第5题）已知氢原子核的质量为m1=1.67×10-27kg，电子的质量为m2=9.1×10-31kg，它们分别带有正电和负电，电荷量都是一个元电荷，电子与原子核的距离为r=0.53×10-10m。试分别计算它们之间的万有引力和库仑力的大小，并说明为什么我们处理微观粒子问题时可以忽略万有引力的影响。 解：氢原子中原子核只含有一个质子 因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计． 电子、质子、氢原子核、α粒子、离子等 15 练习与评价1：氢原子 例4、真空中有两个相同的带电金属小球A和B固定，相距为r（r远大于小球半径），带有等量电荷，它们之间相互作用力的大小为F．有一个不带电的金属球C，大小和形状跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，那么A、B间的作用力的大小为（ ） A．F/4 B．3F/8 C．F/8 D．3F/4 BC 作业： $$