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1、第二节库仑定理第1页，本讲稿共10页电荷之间的相互作用电荷之间的相互作用: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电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢?演示演示 探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素猜想猜想:电荷间相互作用力可能与电荷间相互作用力可能与电荷间距离电荷间距离 d 电荷量电荷量q1、q2有关！有关！第2页，本讲稿共10页实验表明：实验表明：电荷之间的作用力电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大。随着电荷量的增大而增大。随着距离的增大而减小。随着距离的增大而减小。电荷之间的作用力会不会与电荷之间的作用
2、力会不会与万有引力万有引力具有相似的性质呢？具有相似的性质呢？库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认：库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它真空中两个静止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。反比，作用力的方向在它们的连线上。一、库仑定律一、库仑定律点电荷：点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响带电体的形状、大小及电荷分布状
3、况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点。可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点。点电荷是一种理想化模型。点电荷是一种理想化模型。第3页，本讲稿共10页二、库仑实验二、库仑实验 库仑做实验用的装置叫做库仑做实验用的装置叫做库仑扭称库仑扭称。阅读课本，体会库仑实验的精巧：阅读课本，体会库仑实验的精巧：如何测定静电力与距离关系的？如何测定静电力与距离关系的？在不知道电荷量的具体数值情况下，在不知道电荷量的具体数值情况下，库仑是如何得到力与电量关系的？库仑是如何得到力与电量关系的？悬丝扭转角度悬丝扭转角度改变距离改变距离接触起电接触起电电量均分电量均分库仑定律第4页，
4、本讲稿共10页 真空中两个静止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。库仑定律库仑定律公式:适用条件适用条件:真空中真空中 点电荷点电荷静止静止静电力常量静电力常量:大小大小:计算时只将电荷量的绝对值代入。计算时只将电荷量的绝对值代入。方向：方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种 电荷相吸。电荷相吸。第5页，本讲稿共10页k 的数值由实验测定：+1C+1Cr=1m根据库仑定律根据库仑定律 两个电荷量为两个电荷量为 1C 的点电荷在的点电荷在真空中相距真空中相距1m时，相互作用力是：时
5、，相互作用力是：相当于一百万吨物体所受重力！相当于一百万吨物体所受重力！例题例题1 已知氢核已知氢核(质子质子)的质量是的质量是1.6710-27kg，电子的质，电子的质量是量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为，在氢原子内它们之间的最短距离为5.310-11m。试比较两者的库仑力和万有引力大小。试比较两者的库仑力和万有引力大小。解：解：库仑力库仑力万有引力万有引力注：注：在研究微观粒子相互作用时，万有引力可以忽略！在研究微观粒子相互作用时，万有引力可以忽略！第6页，本讲稿共10页例题2 关于点电荷的下列说法中正确的是（）A.真正的点电荷是不存在的 B.点电荷是一种理想模型
6、C.足够小的电荷就是点电荷 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。ABD例题例题3 真空中有真空中有A、B两个点电荷，相距两个点电荷，相距r时相互作用力时相互作用力为为F，欲使它们之间的相互作用力变为，欲使它们之间的相互作用力变为F/4，下列说法可，下列说法可行的是（行的是（）A、将它们的距离变为、将它们的距离变为r/2B、将它们的电荷量均变为原来的一半、将它们的电荷量均变为原来的一半C、将它们的距离变为、将它们的距离变为r/4D、将它们的电荷量均变为原来的、将它们的电荷量均变为原来的2倍倍B第7页，本讲稿共10页例题例题4
7、 真空中有三个点电荷，它们固定在边长真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+210-6C，求，求它们各自所受的库仑力。它们各自所受的库仑力。q1q2q3解解:以以 q3 为对象，受力分析为对象，受力分析F1F2F 根据平行四边形定则，根据平行四边形定则，q3受到受到的合力是的合力是方向如图所示。方向如图所示。注意：注意：当多个带电体同时存在时，每一带电体间的库仑当多个带电体同时存在时，每一带电体间的库仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时，可利用力
8、的平行四边形定则求出合力。用时，可利用力的平行四边形定则求出合力。第8页，本讲稿共10页例题5 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球先后与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）AF/2 BF/4 CF/8 D3F/8例题例题6 两个半径为两个半径为0.3m的金属球，球心相距的金属球，球心相距1.0m放置，当放置，当他们都带他们都带1.5105 C的正电时，相互作用力为的正电时，相互作用力为F1，当它们，当它们分别带分别带+1.5105 C和和1.5105 C的电量时，相互作用力的电量时，相互作用力为为F
9、2,则（则（）AF1=F2 BF1 F2 CF1 F2 D无法判断无法判断BC第9页，本讲稿共10页例题7 a、b两个点电荷，相距40cm，电荷量分别为q1和q2，且q1=9q2，带电如图；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的性质是什么？电荷量多大？它放在什么地方？q1+-q2ab解解:讨论点电荷可能的位置讨论点电荷可能的位置所在区域所在区域只有可能在区域只有可能在区域c 应带正电荷应带正电荷q1+-q2abcd l=40cmq对电荷对电荷b有有:对电荷对电荷c有有:可解得可解得:d=20cm大夹小大夹小同夹异同夹异近小远大近小远大!第10页，本讲稿共10页