9.2库仑定律 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

9.2 库仑定律 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？ 电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？ 猜想： 如何简化影响因素？ 电荷量 距离 介质 形状大小 电荷分布 …… 真空 如何忽略形状、大小、电荷分布带来的影响？ q1、q2 r 回想： 忽略形状、大小简.化为一个有质量的点——质点 类比 忽略形状、大小、电荷分布简化为一个带电的点——点电荷 当带电体之间的距离比自身的大小大得多，以致形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫做点电荷。 点电荷 点电荷 类比 忽略形状、大小、电荷分布简化为一个带电的点——点电荷 当带电体之间的距离比自身的大小大得多，以致形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫做点电荷。 点电荷 理想化模型 控制变量法 （1）电荷量 q 不变，改变距离 （2）距离 r 不变，改变电荷量 当有多个因素影响的时候，采用什么方法研究？ 实验：探究电荷间的作用力 结论： ①电荷量不变，距离增加，作用力减小 控制变量法 实验：探究电荷间的作用力 结论： ②距离不变，电荷量减小，作用力减小 控制变量法 实验：探究电荷间的作用力 结论： ①电荷量不变，距离增加，作用力减小 ②距离不变，电荷量减小，作用力减小 如何进行定量计算呢？ 控制变量法 定性分析 平衡小球B 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 器 材 组 成 二、库仑的实验 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. 实验方法：控制变量法 二、库仑的实验 ①装置如图：细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。 ②把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。 ③将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。 ④保持A、C的电量不变，改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可以找到力F与距离r的关系。 实验步骤： （1）探究F与r的关系 ①使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为 ······ ②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。 （2）探究F与q的关系 实验步骤： 国际单位制中，电荷量单位是库伦（C）、力的单位是牛顿（N）距离单位是米（m）K值由实验测定 静电力常量 库仑定律的表达式： 1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比F∝1/r2 2、当之间距离不变时，F与 、 的乘积成正比 结论： 例1、已知氢核的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力 微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。 解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19c 三、静电力计算 思考：前面研究的都是两个点电荷，如果存在两个以上的点电荷，那么每个点电荷会受到怎样的作用力？ 静电力是一种性质力，它的合成与分解同样都遵循平行四边形法则，所以对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和 例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 +2×10-6 c,求：Q3所受的库仑力。 Q2 Q1 Q3 解：受力分析，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, 所以 F1 F2 F 根据平行四边形法则： 合力的方向沿Q1、Q2的连线的垂直平分线向外 30。 课后作业 课本P10 T1-T4 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.28.100 Lavf58.12.100 $$