9.1-2 电荷 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

9.1电荷 书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料 1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名） ①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷． ②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷． 一、电荷 + _ 2、电荷间的相互作用： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 带电体吸引轻小物体 电荷量：电荷的多少叫电荷量，符号：Q（q） 单位：库仑（库） 符号：C 原子 原子核 核外电子 质子 中子 （正电） （不带电） （中性） （负电） （正电） 1、摩擦起电 核外电子 离原子核较远的电子受到束缚能力小，不同的核对外层电子的束缚能力也不同！ 摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体,一个物体得到电子：带负电;另一个物体失去电子：带正电 摩擦起电的实质是： + － e 带电规律： 带上等量异种电荷． 2.感应起电 （1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应． （2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电． BC 3、接触带电 接触结果： 先中和再均分 两个完全相同的带电导体,接触后再分开： 接触带电 实验演示 B 验电器： 用于判断物体是否带电及所带电荷的种类和多少的仪器。 + + + + + + + 验电器 静电计 B 问题： 1、电荷的中和现象，是否是电荷消失? 2、物体显中性，是否是物体中没有电荷? 3、各种起电过程是否是创造了电荷? 起电的本质：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷. 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变. 二、电荷守恒定律： 注意：所有带电体的电荷量或电荷转移时的电量都是e的整数倍。 元电荷： 发现的最小电荷量。就是电子所带的电荷量的绝对值。 e =1.60×10－19 C（最早由美国科学家密立根测得） 比荷：带电体的电荷量与其质量的比值。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 练习.（多选）科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：( ) 　A、把质子或电子叫元电荷． 　B、1.60×10-19C的电量叫元电荷． 　C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷． 　D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷． BCD 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 9.2 库仑定律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明：电荷之间的作用力 （1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少 控制变量法 三、库仑定律 1、内容： 真空中两个静止的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。 2、大小： K静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1、点电荷的条件：在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小．以致带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，并称它为点电荷。 2、点电荷是理想模型，不存在 适用范围: 一.真空中； 二.点电荷. 质点 思考: 两个靠的比较近的带点球是否可以看成点电荷？ — + + + + + — — — — — 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 库仑定律使用心得 电荷量用绝对值代入，不要带+、-号 力的作用有相互性，q1、q2可不等，F、 必相等 库仑力的方向：在它们的连线上。 同种电荷 异种电荷 典型实例: 带电球体、空心带电球壳等 多点电荷的作用：先独立求力，再矢量运算． 例1、（多选）下列说法中正确的是（ ） A .真正的点电荷是不存在的．点电荷是一种理想模型 B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体． C .根据 可知，当r 0 时，F ∞　 D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计． AD 解：质子与电子之间的库仑力 F电为 例1 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．距离是5.3×10-11m 质子与电子之间的万有引力 F 引 为 电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力。研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力. 库仑力与万有引力 的比值为 例题2:真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是2.0×10-6C，求它们各自所受的静电力。 解析：以 电荷为例， 受到 ， 的静电力作用且距离相等，所以 根据平行四边形定则可得 点电荷 所受的合力 的方向为 与 连线的垂直平分线向外 拓展：三个自由点电荷的平衡问题 C A B 问题一：三球平衡，C求带正电还是负电？ A、B不能平衡 两侧是同种电荷，中间是异种电荷 结论一： 三点共线、两同夹异 问题二：A、B、C电荷量的大小关系？ C A B r1 r2 qc qA qB 两侧电荷量大 中间电荷量小 结论二： 两大夹小 C FBC FAC FAB FCB B C A B r1 r2 qc qA qB 问题三：r1、r2与B、C的电量关系？ 中间电荷靠近两侧电荷量较小的那一个 结论三： 近小远大 FCA FBA A 三点共线、两同夹异 两大夹小、近小远大 例5：两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上．欲使整个系统处于平衡状态，则( ) A、Q3为负电荷，且放于A左方 B、Q3为负电荷，且放于B右方 C、Q3为正电荷，且放于AB之间 D、Q3为正电荷，且放于B右方 A 三点共线、两同夹异 两大夹小、近小远大 小 结 ： 1、自然界存在两者电荷（1）正电荷（2）负电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电 (2)感应起电 (3)接触起电 本质相同：都是电荷的转移 3、电荷守恒定律：一个系统，电荷数保持不变。 4、元电荷 e=1.6×10-19C 5、库仑定律（1）、内容：（2）公式： 适用条件：① 真空 ②点电荷 k=9.0×109N·m2/C2 6、点电荷：相对很小，理想模型. 例1．（多选）如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A．此时A带正电，B带负电 B．此时A带负电，B带正电 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 Lavf58.12.100 例2、甲、乙、丙是三个完全相同的带绝缘支架的金属小球，先让带电荷量为 的甲球与乙球接触，乙球再与不带电的丙球接触，接触后，丙球所带电荷量为 ，则（　 　） A．接触前乙球带电荷量为 B．接触前乙球带电荷量为 C．接触前乙球不带电 D．接触前乙球带电荷量为 例3．某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（　 　） Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$