9.2电荷相互作用 库仑定律 课件-2023-2024学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

第九章·静电场 第二节 电荷的相互作用 库仑定律 高中物理 必修 第三册 本节课主要学习内容 1 点电荷 2 库仑定律 引入 电荷间相互作用规律是什么？ 同号电荷相互排斥， 异号电荷相互吸引。 这说明什么？ 电荷间存在力的作用。 我们把这种静止电荷间的力就称为静电力。 这个力的大小跟哪些因素有关呢？ 库仑定律（P8） 弹性扭丝 旋转螺丝 刻度 绝缘棒 库仑扭秤 法国 库仑 1736—1806 三大难点： ①电荷分布难以确定 ②静电力非常小 ③没有度量电荷多少的单位 点电荷（P8） ①带电体的形状、大小、电荷分布对相互作用力的影响可以忽略，那么带电体可以看成为带有电荷的点。 ②点电荷间相互作用的作用力方向沿着两点电荷的连线，具体方向由相斥或相吸来判断。 ③点电荷是一种理想化的物理模型，实际上不存在。 （类比质点） 讨论： 　 ①一个带电体体积很小，就一定可以看作点电荷吗？ ②一个带电体体积很大，就一定不能看作点电荷吗？ 元电荷与点电荷的区别 元电荷是电荷量，点电荷是带电体的物理模型 。 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：一种物理模型。 元电荷：最小的带电量。 　　　　可理解为是一种电荷量的单位。 库仑定律（P8） 1、实验装置： 库仑扭秤 2、器材组成： 细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B 3、实验原理： A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系 思考： B球的作用是什么呢？ 怎样改变A和C的电荷量呢？ 平衡小球 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 平衡A球、电荷等量分配原理 静电力的大小（P7） 思考：静电力的大小可能跟哪些因素有关？ 静电力的大小与带电体间的距离有关，距离越小，作用力越大。 静电力的大小与两电荷的电荷量的大小有关，电荷量越大，作用力越大。 P M θ P M θ P M θ P M θ P M θ P M θ 在这个实验中如何比较静电力的大小？ 库仑定律（P10） 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。 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9×109 N·m2/C2 ①计算时只需代入电荷量的绝对值； ②通过同斥异吸来判断库仑力的方向。 类比：万有引力定律，距离的平方反比例 K精确值：8.987551×109 库仑定律（P10） 注意事项： 1、该定律只适用于静止点电荷。 2、该定律只适用于真空。 3、该公式只用于计算静电力的大小，不涉及方向。 4、两个电荷间的相互作用力符合牛顿第三定律。 思考： 　　两个边长1cm的带电+1C正方体中心相距1cm时，相互间的静电力多大？ 无法计算，因为不能看成点电荷。 典型例题 两个自由的点电荷间引入第三个自由点电荷，使三个点电荷均处于静止状态，每个电荷的性质和电荷量有什么规律。 q2 q1 q3 每个点电荷都会受到一左一右的等大库仑力，对每个电荷进行受力分析，会得到三个平衡方程，可以求得相应参数。 两同夹异，两大夹小，近小远大 以q1为例： 小结 点电荷 库仑定律 练习与作业 课本P11/问题与思考1~3 练习册P3~4/1~7 $$