库仑定律新课标新人教版高中物理选修312市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

库仑定律第第1页页同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力大小决定于那些原因呢？之间相互作用力大小决定于那些原因呢？1、可能跟电荷电量相关、可能跟电荷电量相关2、可能与两个电荷间距离相关、可能与两个电荷间距离相关第第2页页探究影响电荷间相互作用力原因探究影响电荷间相互作用力原因试验表明：试验表明：电荷之间作用力电荷之间作用力（1）随电荷量增大而增大）随电荷量增大而增大（2）随距离增大而降低）随距离增大而降低 电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.第第3页页1.F1.F与与r r相关相关 库仑试验库仑试验研究方法研究方法：控制变量法控制变量法结论：保持两球上电量不变，改变两球之间距结论：保持两球上电量不变，改变两球之间距离离r r，从试验结果中库仑得出静电力与距，从试验结果中库仑得出静电力与距离平方成反比，即离平方成反比，即 F1/rF1/r2 22.F2.F与与q q相关相关 结论：保持两球间距离不变，改变两球带电量，结论：保持两球间距离不变，改变两球带电量，从试验结果中库仑得出静电力与电量乘从试验结果中库仑得出静电力与电量乘积成正比，即积成正比，即 F qF q1 1q q2 2研究仪器研究仪器：库仑扭秤库仑扭秤第第4页页库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间相互作用真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量乘积成正比，与它们力，与它们电荷量乘积成正比，与它们距离二次方成反比，作用力方向在它们距离二次方成反比，作用力方向在它们连线上。连线上。大小：K K为静电力常量：为静电力常量：K=9.010K=9.0109 9NNmm2 2/C/C2 2方向方向:在两点电荷连线上在两点电荷连线上,同种电荷相斥同种电荷相斥,异种电荷相吸异种电荷相吸.计算大小时只将电荷量绝对值代入计算大小时只将电荷量绝对值代入.第第5页页库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间相互作用真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量乘积成正比，与它们力，与它们电荷量乘积成正比，与它们距离二次方成反比，作用力方向在它们距离二次方成反比，作用力方向在它们连线上。连线上。适用范围：适用范围：1.1.真空中；真空中；2.2.点电荷点电荷.在空气中结果与真空中相差很小，在空气中结果与真空中相差很小，所以在空气中也可使用真空中公式所以在空气中也可使用真空中公式第第6页页点电荷点电荷 1 1、在研究带电体间相互作用时，假如带电体、在研究带电体间相互作用时，假如带电体本身线度远小于它们之间距离带电体本身大小，本身线度远小于它们之间距离带电体本身大小，对我们所讨论问题影响甚小，相对来说可把带电对我们所讨论问题影响甚小，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。体视为一几何点，并称它为点电荷。2 2、点电荷是实际带电体在一定条件下抽象，、点电荷是实际带电体在一定条件下抽象，是为了简化一些问题讨论而引进一个是为了简化一些问题讨论而引进一个理想化模型理想化模型。3 3、点电荷本身线度不一定很小，它所带电、点电荷本身线度不一定很小，它所带电量也能够很大。点电荷这个概念与力学中量也能够很大。点电荷这个概念与力学中“质点质点”类似。类似。第第7页页库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间相互作用真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量乘积成正比，与它们力，与它们电荷量乘积成正比，与它们距离二次方成反比，作用力方向在它们距离二次方成反比，作用力方向在它们连线上。连线上。适用范围：适用范围：1.1.真空中；真空中；2.2.点电荷点电荷.3.3.静止静止两个两个静止静止电荷电荷一个电荷一个电荷静止静止,另一个电荷运动情况另一个电荷运动情况比如比如:原子核外电子绕核运动时原子核外电子绕核运动时,查对电子力一样遵照库仑定律查对电子力一样遵照库仑定律第第8页页课堂训练课堂训练 1 1、关于点电荷以下说法中正确是：、关于点电荷以下说法中正确是：A.A.真正点电荷是不存在真正点电荷是不存在 B.B.点电荷是一个理想模型点电荷是一个理想模型 C.C.足够小电荷就是点电荷足够小电荷就是点电荷 D.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸大小，而是看它形状和大小对所研究问题寸大小，而是看它形状和大小对所研究问题影响是否能够忽略不计影响是否能够忽略不计 第第9页页课堂训练课堂训练2 2、以下说法中正确是：、以下说法中正确是：()()A.A.点电荷就是体积很小电荷点电荷就是体积很小电荷B.B.点电荷就是体积和带电量都很小点电荷就是体积和带电量都很小 带电体带电体C.C.依据依据 可知，当可知，当r 0r 0时，时，F F D.D.静电力常量数值是由试验得到静电力常量数值是由试验得到D第第10页页课堂训练课堂训练3 3、三个相同金属小球三个相同金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不带不带电，而电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定距带等量异种电荷，相隔一定距离放置，离放置，a a、b b之间静电力为之间静电力为F F。现将。现将c c球分球分别与别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间静电力之间静电力将变为（将变为（）。）。A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8C第第11页页课堂训练课堂训练4 4、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m金属球，球心相距金属球，球心相距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.5101.5105 5 C C正电时，正电时，相互作用力为相互作用力为F F1 1 ，当它们分别带，当它们分别带+1.510+1.5105 5 C C和和1.5101.5105 5 C C电量时，相电量时，相互作用力为互作用力为F F2 2,则（则（）A AF F1 1=F=F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 B第第12页页库仑力库仑力(静电力静电力)与与万有引力万有引力(1)两种力都与距离二次方成反比(2)两种力都与和作用力相关物理量乘积成正比.(3)两种力方向都在两物体连线上.(1)描述了两种作用.(性质不一样)(2)力大小与相关物理量不全相同;(3)静电力能够是引力,也能够是斥力,(4)常量不相同相同点相同点不一样点不一样点库仑力是电荷量,万有引力是质量库仑力是因为物体带电引发作用,万有引力是因为物体含有质量引发作用.万有引力只能是引力.第第13页页第第14页页 对于普通带电体对于普通带电体,静电力也比万有引静电力也比万有引力大得多力大得多,所以研究两个带电体间相互作所以研究两个带电体间相互作用时也忽略万有引力用时也忽略万有引力.普通带电体受到重力是它和巨大地普通带电体受到重力是它和巨大地球之间万有引力球之间万有引力,通常都比较大通常都比较大,所以就不所以就不能忽略能忽略.而基本粒子像电子、质子、原子核而基本粒子像电子、质子、原子核等等,因为其本身质量非常小因为其本身质量非常小,即使与地球之即使与地球之间万有引力也很小间万有引力也很小,所以基本粒子受到重所以基本粒子受到重力往往也很小力往往也很小,所以基本粒子所受重力往所以基本粒子所受重力往往可忽略不计往可忽略不计.第第15页页 当多个带电体同时存在时当多个带电体同时存在时,每一每一带电体间库仑力仍恪守库仑定律带电体间库仑力仍恪守库仑定律.某某一带电体同时受到多个库仑力作用一带电体同时受到多个库仑力作用时时,可利用力平行四边形定则求出协可利用力平行四边形定则求出协力力.第第16页页F1abc+-F2F3F4+如图所表示,三个完全相同金属小球a、b、c位于等边三角形三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量大小比b小.已知c受到a和b静电力协力可用图中四条有向线段中一条来表示,它应是()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 B第第17页页例题2:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm等边三角形三个顶点上,每个点电荷都是+2 X 10-6C,求它们所受库仑力.F1F2F3q1q2q3+第第18页页q1+-q2三个自由点电荷只受库仑力平衡规律例：a、b两个点电荷，相距40cm，电荷量分别为q1和q2，且q1=9q2，都是正电荷；现引入点电荷c，这时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态，试问：点电荷c性质是什么？电荷量多大？它放在什么地方？两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大第第19页页q1q3三个自由点电荷只受库仑力平衡规律 如图所表示，三个点电荷q1、q2、q3，固定在一直线上，q2与q3距离为q1与q2距离2倍，每个点电荷所受静电力合均为零，由此能够判定，三个点电荷电荷量之比q1：q2：q3为（）A.-9:4:(-36)B.9:4:36 C.-3:2:(-6)D.3:2:6两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大q2第第20页页库仑定律与力学综合例：真空中A、B两个点电荷相距L，质量分别为m和2m，它们由静止开始运动（不计重力及其它作用力），开始时A加速度大小为a，经过一段时间B加速度大小也为a，那么此时A、B两点电荷间距离为？第第21页页设星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1000km地方，又若将同增电子粉尘带到距星球表面km地方相对于该星球无初速释放，则此电子粉尘（）A.向星球下落B.仍在原处悬浮C.推向太空D.无法判断第第22页页用绝缘丝线悬挂一质量为m带电小球B,放置在电荷量为+Q小球A附近.如图所表示,A、B两球在同一水平面上相距S,丝线与竖直方向夹角=37o,A、B两带电球可看成点电荷。试求(1)丝线拉力(2)A、B两球之间静电力(3)B球所带电荷性质(4)B球电荷量大小+AB 第第23页页一根置于水平面上光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全一样弹性金属球A、B，带电荷量分别为9Q和-Q，从图所表示位置由静止开始释放，问两球再经过图中位置时，两球加速度是释放时几倍？BA第第24页页