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1、库仑定律新课标新人教版高中物理选修311 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望定性研究定性研究1.1.与距离的关系与距离的关系2.2.与电量的关系与电量的关系F随随r的增大而减小的增大而减小F 随随 Q 的增大而增大的增大而增大高中物理高中物理 选修选修31电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？猜想猜想电荷量电荷量电荷间距离电荷间距离一一定量研究定量研究库仑扭秤实验库仑扭秤实验1、实验采取的研究方法、实验采取的研究方
2、法?控制变量法控制变量法2、如何设计实验？、如何设计实验？库仑定律是定律是电学学发展史上的第一个展史上的第一个定量定量实验实验高中物理高中物理 选修选修31（1）电量一定时，）电量一定时，F与与r的关系。的关系。（2）r一定时，一定时，F与与Q1Q2。575.508.5第第3次次144018第第2次次36036第第1次次偏角偏角距离距离次数次数库仑的实验数据的实验数据Q一一定定3.9974.000Fn/Fn-1库仑简介库仑简介库仑库仑 (1736-1806)(1736-1806)电学是物理学的一个重要分支，在它的发展过程中，电学是物理学的一个重要分支，在它的发展过程中，很多物理学巨匠都曾作出过
3、杰出的贡献。法国物理学家很多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献。法国物理学家查利查利奥古斯丁奥古斯丁库仑就是其中影响力非常巨大的一员。库仑就是其中影响力非常巨大的一员。库仑在库仑在17851785年到年到17891789年之间，通过精密的实验对年之间，通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究，连续在皇家科学院电荷间的作用力作了一系列的研究，连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。备忘录中发表了很多相关的文章。1785 1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年，他在给法国科学院的电力定律的库仑定律。同年，他在给法国科学院
4、的电力定律的论文中详细地介绍了他的实验装置，测试经过和实验的论文中详细地介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。结果。高中物理高中物理 选修选修31库库仑仑扭扭秤秤投投影影式式装装置置AB库仑定律库仑定律高中物理高中物理 选修选修31（静电力或库仑力）（静电力或库仑力）其中其中k k为静电力常量为静电力常量,k k=9.010=9.0109 9 N Nm m2 2/C/C2 2.库仑力的方向：在二者的连线上库仑力的方向：在二者的连线上.两半径均为两半径均为r的金属小球的金属小球,两球的边缘相距为两球的边缘相距为r,今使两球带上等量的异种电荷今使两球带上等量的异种电荷Q,求两电荷间求两电荷间的库
5、仑力的库仑力F的大小？的大小？r高中物理高中物理 选修选修31学以致用学以致用类比：类比：对于质量为对于质量为ml和质量为和质量为m2的两个物体间的的两个物体间的万有引力的表达式，当两物体间的距离万有引力的表达式，当两物体间的距离 r 趋于零趋于零时，万有引力趋于无穷大，这样的说法正确吗？时，万有引力趋于无穷大，这样的说法正确吗？库仑定律库仑定律高中物理高中物理 选修选修31点电荷点电荷1 1、看成点电荷的条件：、看成点电荷的条件：带电体之间的距离比它们自身的大小大得多带电体之间的距离比它们自身的大小大得多 电荷均匀分布时可等效为带电体中心的距离电荷均匀分布时可等效为带电体中心的距离2 2、点
6、电荷是一个理想化模型、点电荷是一个理想化模型（静电力或库仑力）（静电力或库仑力）其中其中k k为静电力常量为静电力常量,k k=9.010=9.0109 9 N Nm m2 2/C/C2 2.高中物理高中物理 选修选修31 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，与它们电量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，们电量的乘积成正比，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。作用力的方向在它们的连线上。真空中、点电荷真空中、点电荷适用范围适用范围内容内容 真空中两个完全相同的带等量电荷的金属真空中两个完全相同的带等量电荷的金属球球A A和和
7、B(B(可看作点电荷可看作点电荷)，分别固定在两处，分别固定在两处，两球间的静电引力为两球间的静电引力为F F，用一个不带电的完全，用一个不带电的完全相同的金属球相同的金属球C C先与先与A A接触，再与接触，再与B B接触，然后接触，然后移去移去C C，则，则A A、B B之间的静电力为之间的静电力为 F F；若再使若再使A A、B B球间的距离增大一倍，它们之间球间的距离增大一倍，它们之间的静电力为的静电力为 F F。学以致用学以致用高中物理高中物理 选修选修31静电引力静电引力氢原子核（即质子）的质量是氢原子核（即质子）的质量是 1.6710 1.6710-27-27kg kg，电子的质
8、量是，电子的质量是 9.110 9.110-31-31kg,kg,在氢原子内在氢原子内它们之间的最短距离为它们之间的最短距离为5.3105.310-11-11m m。试比较氢。试比较氢核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。核与其核外电子之间的库仑力和万有引力。学以致用学以致用高中物理高中物理 选修选修31相同处：相同处：大小与距离平方成反比大小与距离平方成反比大小与距离平方成反比大小与距离平方成反比。相异处：相异处：库仑库仑库仑库仑力的来源为力的来源为力的来源为力的来源为电电电电荷荷荷荷，万有引力的来源为，万有引力的来源为，万有引力的来源为，万有引力的来源为质质质质量量量量。库仑力有库仑力有库
9、仑力有库仑力有吸引力与排斥力吸引力与排斥力吸引力与排斥力吸引力与排斥力，万有引力只有，万有引力只有，万有引力只有，万有引力只有吸引力吸引力吸引力吸引力 。电子与质子间的万有电子与质子间的万有电子与质子间的万有电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多引力比其库仑力小得多引力比其库仑力小得多引力比其库仑力小得多.因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。有引力忽略不计。通过这道题目请你对库仑通过这道题目请你对库仑力力与万有引力做一下比较与万有引力做一下比较 高中物理高中物理 选修选修31课堂小节高中物理高中物理 选修选修31库仑定律库仑定律：适用范围：真空中、点电荷适用范围：真空中、点电荷内容：内容：演示实验演示实验猜想猜想定量研究定量研究库仑定律库仑定律定性研究定性研究实验实验应用应用