9.2 库仑定律 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2 库仑定律 点电荷 库仑定律 静电力的计算 目录 CONTENTS 1 2 3 + + - - + - 两种电荷间的相互作用规律 同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引 知识回顾 问题：电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？ q1 q2 + P1 C + 电荷量？q1？q2 ？ 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？ √ √ 真空 能忽略其影响吗？ 大小形状 电荷分布 点电荷 理想化模型 问题：电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？ 1、性质：类似于力学中的质点，也是一种理想化模型 2、条件：形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 一 点电荷 q q L=30r r r 带电体自身的大小远小于它们之间的距离 q q q q L=3r r r + + + + - - - - - - - - + + + + 【典例1】下面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看成是点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C.当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷 D.一切带电体都可以看成是点电荷 练一练： 【正确答案】C 点电荷 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 定性研究：电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？ 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 + A 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 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。 q1 q2 + P1 C + P2 P3 A 定性研究：电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？ 细银丝的下端悬挂一根绝缘棒   悬丝扭转的角度 比较力的大小 改变A和C之间的距离r 记录每次悬丝扭转的角度 力F与距离r的关系 库伦的实验 当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时 A与C之间的作用力使悬丝扭转 棒的一端是一个带电的小球A 另一端是一个不带电的球B B与A所受的重力平衡 C 细银丝 平面镜 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 定量研究：电荷间相互作用力的大小与距离r的关系？ 改变C的电荷量 记录每次悬丝扭转的角度 力F与电荷量q的关系 库伦的实验 C 细银丝 平面镜 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 定量研究：电荷间相互作用力的大小与电荷量q的关系？ 在库仑的年代，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， 两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，相互接触后，这两个小球所带的电荷量相等 库仑做实验的装置—库仑扭秤 平分电荷量 放大微小力 等倍改变距离 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 库伦实验的突破方法 库伦实验的结论 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。 二 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 2. 表达式 比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2 3.适用条件： （1）真空中 （2）静止 （3）点电荷 4.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 5.注意： ①计算时只带电荷电量的数值 ②库仑定律只能计算库仑力的大小，方向在连线上，还需进一步通过同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断 三 静电力的计算 1.对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和. 2.电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则. 【典例2】真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是 2.0 ×10-6 C，求它们各自所受的静电力。 练一练： q1 q2 q3 ＋ ＋ ＋ q1 q2 q3 F2 F F1 ＋ ＋ ＋ 练一练： 分析：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。 根据平行四边形定则 合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。 每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0.25N，方向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。 例3.如图所示，在A、B两点分别放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C，在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m。如果有一个电子在C点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？ 练一练： 答案　8.0×10－21 N　方向平行于AB向左 1、内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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. 2、公式： 3、适用条件：⑴ 真空 ⑵ 静止点电荷 4、点电荷：是一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷. k=9.0×109N·m2/C2 5、注意点：（１）大小、方向　　 　 （２）符合牛顿第三定律 　 （３）库仑力的运算与一般力相同 小结： 感谢倾听 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 解析　电子在C点同时受A、B点电荷对其的作用力FA、FB，如图所示，由库仑定律F＝keq \f(q1q2,r2)得FA＝FB＝keq \f(Q1e,r2)＝9.0×109×eq \f(2×10－14×1.6×10－19,（6×10－2）2) N＝8.0×10－21 N。由平行四边形定则和几何知识得：静止在C点的电子受到的库仑力F＝FA＝FB＝8.0×10－21 N，方向平行于AB向左。 $$