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1、库仑定律库仑定律2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2初中的知识初中的知识 1.1.自然界只存在正、负两种电荷自然界只存在正、负两种电荷2 2.同种电荷互相排斥同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引异种电荷互相吸引.2021/8/11 星期三3一、起电方法：一、起电方法：1.摩擦起电摩擦起电 摩擦起电的实质是摩擦起电的实质是:一个物体失去一些电子一个物体失去一些电子而带正电而带正电,另一个物体得到这些电子而带负电另一个物体得到这些电子而带负电.2021/8/11 星期三4电量（电荷量）电量（电荷量）表示字母表示字母 Q单位：库伦（单位：库伦（C）2021/8/11 星期三5+5C
2、2021/8/11 星期三6+5C+2.5C+2.5C2.接触起电接触起电2021/8/11 星期三7+2.5C+2.5C当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，均分电量均分电量2.接触起电接触起电2021/8/11 星期三8如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分+5C-3C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，均分电量均分电量2021/8/11 星期三9+5C-3C+1C+1C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分均分电量均
3、分电量当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，2021/8/11 星期三10+1C+1C5C+（-3C）=+2C+2C/2=+1C如原来带异种电荷如原来带异种电荷先中和后均分先中和后均分均分电量均分电量当两个完全相同的带电体相接触时，当两个完全相同的带电体相接触时，2021/8/11 星期三113.感应起电感应起电静电感应现象静电感应现象2021/8/11 星期三12验电器验电器2021/8/11 星期三13起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电静电感应静电感应接触起电接触起电实质：电荷的转移。实质：电荷的转移。电子得失电子得失2021/8/11 星期三14 二、二、电荷守恒
4、定律电荷守恒定律：电荷既不能创造：电荷既不能创造,也也不能消灭不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移在转移的过程中的过程中,电荷的总量不变电荷的总量不变.2021/8/11 星期三15元电荷元电荷,指电子指电子(或质子或质子)所带的电荷量所带的电荷量e e1.60101.6010-19-19C C 所有带电体的电荷量是元电荷所有带电体的电荷量是元电荷e e的整数倍的整数倍.粒子电荷量粒子电荷量Q和粒子质量和粒子质量 m m 之比之比.荷质比（比荷）荷质比（比荷）电子的比荷：电子的比荷：em
5、e2021/8/11 星期三16点电荷点电荷 只有电荷量而没有大小的几何点。只有电荷量而没有大小的几何点。一种理想模型一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷.电荷之间的作用力电荷之间的作用力2021/8/11 星期三17三、库仑定律三、库仑定律电荷间相互作用的电力电荷间相互作用的电力F F叫做叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.2 2、大小：、大小：k=9.010k=9.0109 9NmNm2 2/C/C2 23 3、方向：、方向：同同性相性相斥斥,异异性相性相吸吸.k k:静电力常静电力常量量 4 4
6、、适用条件：、适用条件：.真空真空(空气中近似成立空气中近似成立).点电荷点电荷2021/8/11 星期三18例题例题例例1.关于点电荷的概念关于点电荷的概念,下列说法正确的是下列说法正确的是()ABCD对于任何带电球体对于任何带电球体,总可把它看作电荷全部集中在总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷球心的点电荷只有体积很小的带电体才能看作点电荷只有体积很小的带电体才能看作点电荷体积很大的带电体一定不能看作点电荷体积很大的带电体一定不能看作点电荷当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷这两个带电体可看作点
7、电荷C2021/8/11 星期三19例题例题例例2.2.试比较电子和质子间的静电引力和万有引力试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.(已知电子质量已知电子质量m m1 1=9.110=9.110-31-31kg,kg,质子质量质子质量m m2 2=1.6710=1.6710-27-27kg,kg,电子电子和质子的电荷量都是和质子的电荷量都是1.60101.6010-19-19C.)C.)解：电子和质子的静电引力解：电子和质子的静电引力F F1 1和万有引力和万有引力F F2 2分别是分别是F1F2=kQ1Q2Gm1m2=9.01091.6010-191.6010-196.6710-119.1
8、10-311.6710-27=2.31039以后在研究带电微粒间相互作用时以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力经常忽略万有引力.2021/8/11 星期三20例题例题例例3.3.把两个完全相同的小球接触后分开把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排两球相互排斥斥,则两球原来的带电情况可能是则两球原来的带电情况可能是()()A AB BC CD D原来的其中一个带电原来的其中一个带电两个小球原来分别带等量异种电荷两个小球原来分别带等量异种电荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带同种电荷两个小球原来分别带不等量异种电荷两个小球原来分别带不等量异种电荷ACDACD2021/8/
9、11 星期三21例例1:1:真空中有两个点电荷真空中有两个点电荷,试回答试回答A:A:保持电荷间的距离不变，一个电荷的电荷保持电荷间的距离不变，一个电荷的电荷量变为原来的量变为原来的4 4倍，另一个电荷的电荷量为原倍，另一个电荷的电荷量为原来的一半，库仑力变为原来的几倍来的一半，库仑力变为原来的几倍?B:B:保持一个电荷的电荷量不变，另一个电荷保持一个电荷的电荷量不变，另一个电荷的电荷量变为原来的的电荷量变为原来的2 2倍，同时，电荷间的距倍，同时，电荷间的距离变为原来的离变为原来的2 2倍，库仑力变为原来的几倍倍，库仑力变为原来的几倍?C:C:保持两个电荷的电荷量不变，电荷间的相保持两个电荷
10、的电荷量不变，电荷间的相互作用力变为原来的互作用力变为原来的1616倍时倍时,电荷间的距离为电荷间的距离为原来的几倍原来的几倍?(2(2倍倍)(1/2(1/2倍倍)(1/4(1/4倍倍)2021/8/11 星期三22例例2 2：甲、乙两个相同的小球，甲球带有：甲、乙两个相同的小球，甲球带有4 4 1010-12-12c c的正电荷，乙球带有的正电荷，乙球带有6 106 10-12-12c c的负电的负电荷，放在真空中相距为荷，放在真空中相距为10cm10cm的地方，甲、乙的地方，甲、乙两球的半径远小于两球的半径远小于10cm10cm。（1 1）试求两球之间的库仑力，并说明是引）试求两球之间的库
11、仑力，并说明是引力还是斥力？力还是斥力？（2 2）将两个导体球相互接触再放回原处，）将两个导体球相互接触再放回原处，其作用力多大？是斥力还是引力？其作用力多大？是斥力还是引力？2021/8/11 星期三23410-12610-12解：（1）根据库仑定律）根据库仑定律,两个点电荷间的库仑两个点电荷间的库仑 力力F 为为=9109(0.1)2=2.1610-11 NF=kQ1Q2r2（引力）（引力）2021/8/11 星期三24110-12110-12解：（2）根据库仑定律）根据库仑定律,两个点电荷间的库仑两个点电荷间的库仑 力变为力变为F 1=910 9(0.1)2=910-13 NF1=kQ1
12、Q2r2（斥力）（斥力）2021/8/11 星期三25例例7.7.A A、B B两两个个点点电电荷荷，相相距距为为r r，A A带带有有9Q9Q的的正正电电荷荷，B B带带有有4Q4Q的的正正电电荷荷（1 1）如如果果A A和和B B固固定定，应应如如何何放放置第三个点电荷置第三个点电荷q q，才能使此电荷处于平衡状态？，才能使此电荷处于平衡状态？+AB9Q4Q-QQC C点电荷的静电平衡点电荷的静电平衡2021/8/11 星期三26Q1Q1-Q2q?8 8、如图在正方形的三个顶点、如图在正方形的三个顶点处各固定一个点电荷处各固定一个点电荷Q Q1 1、Q Q2 2,电电性如图，则在另一个顶点
13、再放性如图，则在另一个顶点再放一个一个q q电荷，要使电荷，要使q q静止，静止，Q Q1 1、Q Q2 2的大小关系如何？的大小关系如何？q q的电荷的电荷量和电性能不能确定？量和电性能不能确定？2021/8/11 星期三27 9 9、如图所示，、如图所示，A A、B B是带有等量的同种电荷的两小球，是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是它们的质量都是m m，它们的悬线长度是，它们的悬线长度是L L，悬线上端都，悬线上端都固定在同一点固定在同一点O O，B B球悬线竖直且被固定，球悬线竖直且被固定，A A球在力的作球在力的作用下，偏离用下，偏离B B球球x x的地方静止平衡，此时的地方
14、静止平衡，此时A A受到绳的拉力受到绳的拉力为为T T；现在保持其他条件不变，；现在保持其他条件不变，用改变用改变A A球质量的方法，使球质量的方法，使A A球在距球在距B B为为1/2x1/2x处平衡；则处平衡；则A A受到的绳的受到的绳的拉力为（拉力为（）A.T B.2T A.T B.2T C.4T D.8T C.4T D.8T带电体的静电平衡带电体的静电平衡2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29三三 巩固训练巩固训练1、如图、如图A、B、C三只相同的导体球，架在绝缘三只相同的导体球，架在绝缘支架上，已知支架上，已知A球带有正电荷，球带有正电荷，B、C两球不带电。两球
15、不带电。问：问：（1）如何使）如何使B、C两球都带有正电？两球都带有正电？（2）如何使）如何使B、C两球都带有负电？两球都带有负电？（3）如何使）如何使B、C两球带上异种等量的电荷？两球带上异种等量的电荷？ABC2021/8/11 星期三303、如图所示，三个点电荷、如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线固定在一直线上，上，q2与与q3的距离为的距离为q1与与q2距离的距离的2倍，每个电荷所倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比电量之比q1：q2：q3为（为（）A、（9）：）：4：（：（36）B、9：4：36
16、 C、（3）：）：2：6 D、3：2：63、如图所示，用两根同样长的细绳把两、如图所示，用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两球个带同种电荷的小球悬挂在一点。两球的质量相等，的质量相等，A球所带的电荷量大于球所带的电荷量大于B球球所带的电荷量。两球静止时，悬线与竖所带的电荷量。两球静止时，悬线与竖直线的偏角分别为直线的偏角分别为和和，则，则()A、B、=C、AB2021/8/11 星期三314、如如图图所所示示,真真空空中中两两个个相相同同的的小小球球带带有有等等量量同同种种电电荷荷,质质量量均均为为0.1g.分分别别 用用10cm长长的的绝绝缘缘细细线线悬悬挂挂于于绝绝缘缘天
17、天花花板板的的同同一一点点,当当平平衡衡时时B球球偏偏离离竖竖直直方方向向600,A球竖直悬挂且与墙壁接触球竖直悬挂且与墙壁接触.求：求：(1)每个小球的带电量每个小球的带电量;(2)墙壁受到的压力墙壁受到的压力;(3)每条细线的拉力每条细线的拉力.2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三33应用多个电荷的库仑定律时，应注意：应用多个电荷的库仑定律时，应注意：任意两个电荷间都存在一对库仑力，满足牛三定律。任意两个电荷间都存在一对库仑力，满足牛三定律。任何两个电荷之间的相互作用都满足库仑定律表达任何两个电荷之间的相互作用都满足库仑定律表达式，不因其他电荷存在而受影响。式，不因其他电荷存在而受影响。任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷任何一个电荷所受的库仑力等于周围其他各点电荷对它的作用力的合力。对它的作用力的合力。几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守几个库仑力或库仑力和其他性质的力合成时均遵守平行四边形法则。平行四边形法则。2021/8/11 星期三342021/8/11 星期三35