9.2 库仑定律 课件5-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第9章 静电场及其应用 第2节 库仑定律 同种电荷之间存在斥力 甲 乙 丙 电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？ 异种电荷之间存在引力 一、电荷间的相互作用力 1.探究影响电荷间的相互作用力的因素： (1)猜想： (3)实验方法： 控制变量法 带电体所带电荷量的大小q1、q2 带电体之间的距离r 电荷量q1、q2不变，改变r 距离r不变，改变q 一、电荷间的相互作用力 F T θ θ mg (2)力的测量比较： 1.探究影响电荷间的相互作用力的因素： 一、电荷间的相互作用力 (4)定性结论: 电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大 电荷之间的作用力随距离的增大而减小 1766年，普利斯特利通过类比，认为静电力与万有引力具有一样的特性。卡文迪什也得出同样的结论 1785年库仑设计扭秤实验，验证平方反比规律 一、电荷间的相互作用力 （1）研究的历程 2.库仑的实验 2.库仑的实验 一、电荷间的相互作用力 ①装置： ②原理： 库仑扭秤 库仑做实验的装置---库仑扭秤 平衡小球B 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 微小力不易测量 放大微小力 B球的作用是使A球 在水平面内平衡 平分电荷量：两个相同的球，相互接触后分开所带电量一定相等。 在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。库仑是怎样测定电荷量的呢？ 电荷量不易测量 2.库仑的实验 一、电荷间的相互作用力 2.库仑的实验 一、电荷间的相互作用力 ③结论： 二、库仑定律 1.内容： 真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上 电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力 2.表达式： 牛顿第三定律 电荷量代绝对值 在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥 , 异种电荷相吸。 3.方向： 二、库仑定律 4.适用条件： 真空中(静止)点电荷 5.点电荷： ①如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，相对来说可把带电 体看作一带电的点，叫做点电荷。 ②均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作电电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。 点电荷是一个理想化的模型。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + + + 1：（多选）关于点电荷的说法，正确的是( ) A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C．点电荷一定是电量很小的电荷 D．带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可以忽略，则可视为点电荷 E．真正的点电荷是不存在的 D E 随堂检测 2.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，球壳的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支架上，两球心间的距离为L，为球半径的3倍，若使它们带上等量异种电荷，两球电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F万、库仑力F库分别为( ) D 【例题1】在氢原子内，氢原子核与电子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。 三、静电力计算 可见，微观粒子间的万有引力远小于库仑力。因此，在研究微观粒子间的相互作用时，可以把万有引力忽略。 三、静电力计算 q2 q1 q3 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 【例题2】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，每个点电荷都是 +2.0 × 10-6 C,求它们所受的库仑力。 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 合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外. Lavf57.62.100 $$