库仑定律市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第1页1 1、自然界中存在着两种电荷，、自然界中存在着两种电荷，即：即：与与 。正电荷正电荷负电荷负电荷2 2、同种电荷相互、同种电荷相互 、异种电荷相互异种电荷相互 。排斥排斥吸引吸引3 3、起电方法：、起电方法：起电、起电、起电、起电、起电起电 摩擦摩擦感应感应接触接触相同带电体接触，电量均分相同带电体接触，电量均分第2页 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与哪些原因相关呢之间相互作用力大小与哪些原因相关呢?第3页A A A是一个带正电物体。把系是一个带正电物体。把系在绝缘丝线上带正电小球分别在绝缘丝线上带正电小球分别系在系在P P1 1、P P2 2、P P3 3位置，比较位置，比较相相同同小球在不一样位置所受带电小球在不一样位置所受带电体作用力大小体作用力大小思索思索1：这个力大小经过什么能够比较出来？：这个力大小经过什么能够比较出来？思索思索2：你认为这个力大小会与哪些原因相关？：你认为这个力大小会与哪些原因相关？思索思索3：多个原因影响时候，我们普通会采取什：多个原因影响时候，我们普通会采取什么方法进行研究？么方法进行研究？一、探究影响电荷间相互作用力原因一、探究影响电荷间相互作用力原因第4页早在我国东汉时期人们就掌握早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用了电荷间相互作用定性定性规律规律,定量定量讨论电荷间相互作用则是讨论电荷间相互作用则是两千年后法国物理学家库仑。两千年后法国物理学家库仑。库仑做了大量试验库仑做了大量试验,于于17851785年年得出了库仑定律。得出了库仑定律。试验试验定性定性表明：电荷间表明：电荷间作用力作用力(F)伴随伴随电荷量电荷量(q)增大增大而而增大增大，(F q、q2、q3,)伴随伴随距离距离(r)增大增大而而减小减小(F 1/r、1/r2、1/r3 )aa第5页二、库仑试验二、库仑试验1、试验装置：、试验装置：库仑扭秤库仑扭秤2、器材组成：、器材组成：细银丝、绝缘架、带电金属小球A和C、不带电小球B3 3、试验原理：、试验原理：A A和和C C之间作用力之间作用力使悬丝扭转，扭转角度和力大小使悬丝扭转，扭转角度和力大小有一定对应关系有一定对应关系想一想：想一想：B B球作用是什么呢？球作用是什么呢？使使A A球在水平面内平衡球在水平面内平衡4 4、试验方法、试验方法：控制变量法控制变量法第6页5 5、试验步骤：、试验步骤：探究探究F F与与r r关系关系（1 1）把另一个带电小球）把另一个带电小球C C插入容器并使它靠插入容器并使它靠近近A A时，统计时，统计扭转角度扭转角度能够能够比较力大小比较力大小（2)2)改变改变A A和和C C之间之间距离距离r r，统计统计每次悬每次悬丝丝扭转角度扭转角度，便可找出，便可找出F F与与r r关系关系探究探究F F与与q q关系关系改变改变A A和和C C电量电量q q1 1、q q2 2，统计每次悬丝，统计每次悬丝扭转角度，便可找出扭转角度，便可找出F F与与q q1 1、q q2 2关系关系在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体带电荷量，甚至连电荷量单位都没有，体带电荷量，甚至连电荷量单位都没有，又怎么样做到改变又怎么样做到改变A A和和C C电荷量呢？电荷量呢？第7页1 1、内容、内容：真空真空中两个中两个静止静止点电荷点电荷相互作用相互作用力跟它们所带电量乘积成正比，跟它们之力跟它们所带电量乘积成正比，跟它们之间距离二次方成反比，作用力间距离二次方成反比，作用力方向在方向在它们它们连线上。连线上。2 2、表示式：、表示式：其中：其中：k k叫静电力常量，叫静电力常量，k=9.010k=9.0109 9NmNm2 2/C/C2 2三、库仑定律三、库仑定律注意注意:1 1）计算时）计算时q q1 1,q,q2 2只代入大小只代入大小,+,-,+,-号不要代入号不要代入 （2 2）只能计算力大小只能计算力大小,方向在连线上，还需经过同方向在连线上，还需经过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定种电荷排斥，异种电荷吸引来确定与万有引力表示式与万有引力表示式有什么相同之处？有什么相同之处？当电量不变时，当电量不变时，F F与与r r平方成平方成反比反比F1/rF1/r2 2当距离不变时，当距离不变时，F F与电荷乘积成与电荷乘积成正比正比 Fq1q2 试验结论：试验结论：库仑定律库仑定律3 3、实用范围：、实用范围：真空、静止、点电荷真空、静止、点电荷第8页（1 1）什么样情况下，能够将物体看成质点？）什么样情况下，能够将物体看成质点？经过与质点相类比，你能说出出什么样情况下能够经过与质点相类比，你能说出出什么样情况下能够将带点体看成是点电荷呢？将带点体看成是点电荷呢？（2 2）质点实际存在吗？）质点实际存在吗？（1）点电荷：点电荷：当带电体间距离比它们本身大小当带电体间距离比它们本身大小大得多，以至带电体形状、大小大得多，以至带电体形状、大小、分布对它们、分布对它们之间作用力能够忽略不计时，这么带电体就能之间作用力能够忽略不计时，这么带电体就能够看成够看成点电荷点电荷（2）点电荷：点电荷：是一个是一个理想化模型理想化模型4、点电荷、点电荷第9页一个定律：一个定律：库仑定律库仑定律一个模型：一个模型：理想化模型理想化模型(点电荷点电荷)一个公式：一个公式：一个物理试验方法：一个物理试验方法：控制变量法控制变量法一个物理研究进程一个物理研究进程：定性研究定性研究定量研究定量研究 第10页1 1、以下说法中正确是：、以下说法中正确是：()()A A、点电荷是一个理想模型，真正点电荷是、点电荷是一个理想模型，真正点电荷是 不存在不存在B B、点电荷就是体积和带电量都很小带电体、点电荷就是体积和带电量都很小带电体C C、依据、依据 可知，当可知，当r r 0 0 时时,F ,F D D、一个带电体能否看成点电荷，不是看它、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尺寸大小，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究问题影响是否能够忽略不计AD第11页解：氢原子核与电子之间库仑力解：氢原子核与电子之间库仑力F F电电为：为：2.2.氢氢原原子子中中,原原子子核核只只有有1 1个个质质子子,质质量量为为1.67 10-27kg，核核外外只只有有1 1个个电电子子,其其质质量量为为9.110-31kg,它它们们之之间间距距离离r r =5.310=5.310-11-11 m m。求求氢氢原原子子核核与与电电子子之之间间库库仑仑力力F F电电及及它它们们之间万有引力之间万有引力F F引引？氢原子核与电子之间万有引力氢原子核与电子之间万有引力F F引引为：为：小结：小结：微观粒子间万有引力远小于库仑力，所微观粒子间万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子相互作用时，能够把万以在研究微观带电粒子相互作用时，能够把万有引力有引力忽忽略。略。第12页3.在在真真空空中中,一一个个电电荷荷量量为为 2.0102.01099 C C 点点电电荷荷q q,受受到到另另一一个个点点电电荷荷Q吸吸引引力力为为8.1108.110-3-3 N,N,q q与与Q间距离为间距离为0.1m,m,求求Q电荷量？电荷量？4.4.真空中有三个点电荷真空中有三个点电荷,它们它们固定在边长为固定在边长为50cm 50cm 等边等边三角形三个顶点上三角形三个顶点上,每个点每个点电荷都是电荷都是 ,求它们库仑力？求它们库仑力？q1q3q2第13页5.如如图图,质质量量均均为为m m三三个个带带点点球球A A、B B、C C放放置置在在光光滑滑绝绝缘缘水水平平直直槽槽上上，A A与与B B间间和和B B与与C C间间距距离离均均为为L,AL,A球球带带点点量量为为Q QA A=8q,B=8q,B球球带带电电量量为为Q QB B=q,=q,若若小小球球C C上上加加一一水水平平向向右右恒恒力力F,F,恰恰好好使使A A、B B、C C三三小小球球保保持持相相对对静静止，求：止，求：（1 1）外力）外力F F大小大小（2 2）C C球所带电荷量球所带电荷量Q QC C 三个带电量分别为三个带电量分别为q1、q2、q3小球摆小球摆放在同一条直线上，三者都处于受力平放在同一条直线上，三者都处于受力平衡状态，则摆放有何规律？衡状态，则摆放有何规律？变式：变式：“两两同夹同夹一一异异，两，两大夹大夹一一小小，近小远大，近小远大”第14页6.6.一个挂在绝缘丝线下端带电小球一个挂在绝缘丝线下端带电小球B B，静止在图，静止在图示位置。若固定带正电小球示位置。若固定带正电小球A A电量为电量为Q Q，B B球质量球质量为为m m，带电量为，带电量为q q，=45=45，A A和和B B在同一水平线在同一水平线上，整个装置处于真空中，上，整个装置处于真空中，A A、B B球均可视为点电球均可视为点电荷，求：荷，求：（1 1）B B球带何种电？球带何种电？（2 2）A A、B B两球之间距离为多少两球之间距离为多少?第15页7.7.如图如图,MON,MON是固定光滑绝缘直角杆是固定光滑绝缘直角杆,MO,MO、NONO分别分别沿水平，竖直方向沿水平，竖直方向,A,A、B B为两个套在此杆上带同为两个套在此杆上带同种电荷小球。用一水平力种电荷小球。用一水平力F F作用在作用在A A球球,使两球均使两球均处于静止状态。现将处于静止状态。现将A A球向竖直杆方向迟缓拉动球向竖直杆方向迟缓拉动一小段距离后，一小段距离后，A A、B B两小球重新平衡。两小球重新平衡。则则:两平衡状态相比较，库仑力、两平衡状态相比较，库仑力、A A球对球对MOMO杆压杆压力、力、B B球对球对NONO杆压力怎样改变？杆压力怎样改变？第16页