人教版 高中物理 选修3-1 第一章1.2. 库 仑 定 律 (共2份打包)

2. 库 仑 定 律 电荷之间相互作用力（静电力/库仑力）的大小 与哪些因素有关呢？ F = mg tanα α越大，表明F 越大 A α B mg F T α T mg F 中空的球壳 质点不受万有引力 中空的带电金属容器 + + + + + + + + + 万有引平方反比的表现 推测：静电力存在平方反比规律 点电荷不受静电力 “类 比” 历史回顾 普利斯特利 卡文笛许 库仑 都是通过与万有引的类比思考，对静电力所遵循的规律作出假设，并获得了成功！ 康德：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往指引我们前进。” 演示：扭转力F与扭转角θ成正比 力传感器 转动把手 转角指针 光滑限位孔 C A B 库仑扭秤原理 C A B 库仑扭秤原理 A B θ θ 库仑扭秤 平衡小球 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 (一）精确测量两个等量同种电荷间的斥力（q不变）--扭秤装置 A.C两球距离 距离比 扭秤转角 转角比 第一次 36个刻度 4 360 1 第二次 18个刻度 2 1440 4 第三次 8.5个刻度 1 575.50 16 库仑的测量 (二）测量两个异种电荷间的吸引力（q不变）--电摆 库仑定律 1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量q1，q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线 电荷间的作用力叫做静电力（库仑力） 2.表达式： k--静电力常量， k=9.0×109 N·m2/C2 3.适用条件： 真空，静止的，点电荷 库仑定律与万有引力定律的比较 定律 来由 公式 公式适用范围 共同点 不同点 库仑定律 精巧 实验 点电荷 ①都与距离的平方成反比。 ②都有一个常数。 有引力， 也有斥力 万有引力定律 巧妙推理与推广 质点/ 匀质球体 只有引力 库仑定律与万有引力定律的比较 定律 来由 公式 公式适用范围 共同点 不同点 库仑定律 精巧 实验 点电荷 ①都与距离的平方成反比。 ②都有一个常数。 有引力， 也有斥力 万有引力定律 巧妙推理与推广 质点/ 匀质球体 只有引力 例.已知：质子的质量m1=1.67×10-27kg， 电子的质量m2=9.1×10-31kg ． 距离r=5.3×10-11m。 电子和质子的电荷量都是q=1.60×10-19C。 试比较：电子和质子间的静电引力和万有引力． 库仑力与万有引力 的比值为 研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力 库仑定律与万有引力定律的比较 例.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 它们所受的库仑力。 q1 q2 q3 F2 F1 F 多个点电荷的问题 q3 + + + + + + + + q1+q2 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $$物理学家 库仑 一、生平简介 库仑(Charles-Augustin de Coulomb,1736～1806年)法国工程师、物理学家。1736年6月14日生于法国昂古莱姆。他在美西也尔工程学校读书。离开学校后，进入皇家军事工程队当工程师。他在西印狄兹工作了9年，因病而回到法国。 法国大革命时期，库仑辞去一切职务，到布卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治时期，他回到巴黎，成为新建的研究院成员。 1773年发表有关材料强度的论文，1777年库仑开始研究静电和磁力问题。1779年他分析摩擦力，还提出有关润滑剂的科学理论。他还设计出水下作业法，类似现代的沉箱。1785—1789年，库仑用扭秤测量静电力和磁力，导出有名的库仑定律。 1806年8月23日库仑在巴黎逝世。 二、科学成就 1．在应用力学方面的成就。 他在结构力学、梁的断裂、砖石建筑、土力学、摩擦理论、扭力等方面做了许多工作，他也是测量人在不同工作条件下做的功(人类工程学)的第一个尝试者。他提出使各种物体经受应力和应变直到它们的折断点，然后根据这些资料就能计算出物体上应力和应变的分布情况。这种方法沿用到现在，是结构工程的理论基础。他还做了一系列摩擦的实验，建立了库仑摩擦定律：摩擦力和作用在物体表面上的正压力成正比；并证明了摩擦因数和物体的材料有关。由于这些卓越成就，他被认为18世纪欧洲伟大工程师之一。 2．最主要的贡献是建立著名的库仑定律。 当时，法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，要改良磁针的工作，必须从这一根本问题着手，他提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。他又发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系，从面可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。这导致他发明扭秤。扭秤能以极高的精度测出非常小的力。 库仑