9.2 库仑定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第2节 库仑定律 1 一、问题的提出 1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？ 想一想？ q1 q2 + P1 C + F F 2 电荷量？q1？q2 ？ 2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 思考 距离r? 介质？ 大小形状？ 电荷分布？ 一、问题的提出 1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？ 3 电荷量？q1？q2 ？ 2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 距离r? 介质？ 大小形状？ 电荷分布？ 一、问题的提出 1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？ 分析 √ √ 真空 能忽略其影响吗？ 4 q q L=30r r r 带电体自身的大小远小于它们之间的距离 大小形状 电荷分布 q q q q L=3r r r + + + + - - - - - - - - + + + + 点电荷 建构模型 5 一、问题的提出 2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 电荷量（q1和q2 ） 距离r 6 1. 定性研究 实验探究方法 控制变量法 研究： （1）电荷量q不变，改变距离 （2）距离r不变，改变电荷量 q1 q2 + P1 C + 二、实验探究 A 7 1. 定性研究 二、实验探究 A + 演示实验1 q1 q2 + P3 P2 P1 C + 8 结论 （1）电荷量q保持不变，距离r增大，F减小。 （2）距离r保持不变，电荷量q增大，F增大。 1. 定性研究 q1 q2 + P1 C + P2 P3 二、实验探究 A 9 2. 定量实验——研究的历程 二、实验探究 普利斯特利 富兰克林 库仑 卡文迪什 10 富兰克林注意到一个使他不解的现象…… 普利斯特利通过类比，认为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。 库仑通过直接测量，寻找电力规律。 2. 定量实验——研究的历程 卡文迪什扭秤实验 11 遇到困难 电荷量无法直接测量 距离不便测量 微小力不易测量 2. 定量实验——库仑的实验 二、实验探究 12 库仑做实验的装置—库仑扭秤 二、实验探究 平分电荷量 放大微小力 等倍改变距离 2. 定量实验——库仑的实验 C 突破方法 细银丝 平面镜 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 13 二、实验探究 2. 定量实验——实验的再现 实验装置 A 电子秤 B 游标卡尺 14 突破方法 力的测量由间接改进为直接、更精密仪器测量 平分电荷量 游标卡尺测距 15 二、实验探究 2. 定量实验——实验的再现 （1）电荷量q不变，探究作用力F与距离r的关系 实验探究： 演示实验2 16 实验数据与图像：作用力F与距离r 的关系 r/cm 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 M/g 0.009 0.010 0.013 0.018 0.024 0.033 r2/10-2m2 1.000 0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 F/10-4N 0.88 0.98 1.27 1.76 2.35 3.23 17 实验数据与图像：作用力F与距离r2 的关系 r2/10-2m2 1.000 0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 F/10-4N 0.88 0.98 1.27 1.76 2.35 3.23 18 想一想？ 坐标转换：r2 1/r2 在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体间距离的平方成反比。 19 实验探究： （2）距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系 演示实验3 20 在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体电荷量乘积成正比。 实验探究： 21 实验结论： （1）电荷之间的作用力F与距离r的二次方成反比； （2）电荷之间的作用力F与q1和q2的乘积成正比； 2. 定量实验——实验的再现 二、实验探究 22 小结 想一想？ 研究了什么问题？ 采用哪些方法进行研究？ 得出了什么结论？ 23 实验结论： 电荷之间的作用力F与q1和q2的乘积成正比；与距离r的二次方成反比。 复习回顾 想一想？ 24 三、库仑定律 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。 电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。 1. 内容 25 2. 表达式 比例系数 k 叫做静电力常量， 国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2 三、库仑定律 26 （1）适用条件： 静止 点电荷 真空中 3. 理解 三、库仑定律 27 （2）相互作用力的方向 ：在它们的连线上。 + + q1 q2 r — — F斥 F斥 F斥 F斥 + — F引 F引 三、库仑定律 3. 理解 28 + A B C