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1、库仑定律讲解第1页，此课件共20页哦1元电荷：元电荷：科科学学发现发现最小的最小的电电荷量就是荷量就是 所所带带的的电电荷量荷量质质子、正子、正电电子子电电 荷量与它相同，用荷量与它相同，用e表示，表示，e ，所有，所有带电带电体的体的电电荷量都是元荷量都是元 电电荷的荷的 2电荷守恒定律电荷守恒定律 (1)内容：内容：电电荷既不能荷既不能创创造，也不能消失，它只能从一个物体造，也不能消失，它只能从一个物体 到另一物到另一物 体或从物体的体或从物体的这这一部分一部分 到另一部分，系到另一部分，系统统的的电电荷荷总总量量 1.601019C整数倍整数倍转转移移转转移移不不变变电电子子第2页，此课
2、件共20页哦 (2)物体物体带电带电的的实质实质：(3)物体物体带电带电的方式有：的方式有：、(4)当当 完完 全全 相相 同同 的的 带带 电电 金金 属属 球球 相相 接接 触触 时时 电电 荷荷 的的 分分 配配 规规 律律：同同 种种 电电 荷荷 总总 量量 ，异种，异种电电荷先荷先 后后 电电荷荷转转移移摩擦起摩擦起电电感感应应起起电电接触接触带电带电平均分配平均分配中和中和平分平分第3页，此课件共20页哦1电电荷量的荷量的实质实质：物体得到或失去：物体得到或失去电电子便子便带带上了上了电电荷，得到荷，得到电电子子带负电带负电，失，失 去去电电子子带带正正电电讨论讨论物体物体带带何种
3、何种电电荷，是指荷，是指净电净电荷是正是荷是正是负负，也就是，也就是说说物物 体具有的体具有的总电总电荷是哪种荷是哪种电电荷多于哪种，荷多于哪种，净电净电荷的多少叫做荷的多少叫做电电荷量荷量2点点电电荷是无大小、无形状且有荷是无大小、无形状且有电电荷量的一个理想化模型在荷量的一个理想化模型在实际问题实际问题中，中，只有当只有当带电带电体体间间的距离比它的距离比它们们自身的大小大得多，以至于自身的大小大得多，以至于带电带电体的形状和体的形状和 大小大小对对相互作用的影响可以忽略不相互作用的影响可以忽略不计时计时，带电带电体才可以体才可以视为视为点点电电荷荷第4页，此课件共20页哦3一个一个带电带
4、电体能否被体能否被视为视为点点电电荷完全取决于自身的几何形状大小与荷完全取决于自身的几何形状大小与带电带电体之体之 间间的距离的比的距离的比较较，与，与带电带电体的大小无关即体的大小无关即带电带电体很小，不一定可体很小，不一定可视为视为点点 电电荷；荷；带电带电体很大，也不一定不能体很大，也不一定不能视为视为点点电电荷荷4元元电电荷：荷：电电荷量荷量e1.601019 C称称为为元元电电荷所有荷所有带电带电体的体的电电荷量都等荷量都等 于于电电荷量荷量e或等于或等于电电荷量荷量e的整数倍即在物体的整数倍即在物体带电现带电现象中元象中元电电荷是最小荷是最小电电 荷量荷量第5页，此课件共20页哦1
5、点电荷点电荷 当当带带电电体体间间的的距距离离比比它它们们自自身身的的大大小小大大的的多多以以至至于于带带电电体体的的 、及及 对对它它们们之之间间相相互互作作用用力力的的影影响响可可以以忽忽略略不不计计时时，这这样的带电体，样的带电体，就就可可以以看看作作带带电电的的点点，叫叫做做点点电电荷荷类类似似于于力力学学中中的的 也也是是一种理想化的模型一种理想化的模型形状形状大小大小电电荷分布荷分布质质点点第6页，此课件共20页哦2库仑定律库仑定律 (1)内内 容容：在在 中中 两两 个个 点点 电电 荷荷 的的 相相 互互 作作 用用 力力 跟跟 它它 们们 _ 成成正正比比，跟跟它它们们间间的
6、的 成成反反比比作作用用力力的的方方向向在在 _上上 (2)表达式表达式：Fk k ，式中式中k k ，叫叫 (3)适用条件适用条件：中的点电荷中的点电荷电电荷量的乘荷量的乘积积距离的平方距离的平方它它们们的的连线连线9.0109Nm2/C2静静电电力常量力常量真空真空真空真空第7页，此课件共20页哦对库仑力和库仑定律的理解？对库仑力和库仑定律的理解？1库仑库仑力的正力的正负负不表示力的大小，而表示不表示力的大小，而表示库仑库仑力的性力的性质质当两当两带电带电体所体所带电带电 荷同号荷同号时时，F0，库仑库仑力力为为斥力；当两斥力；当两带电带电体所体所带电带电荷异号荷异号时时，F0，库仑库仑力
7、力为为引力因此，用引力因此，用库仑库仑定律定律进进行行计计算算时时，不必将符号代入，只需判，不必将符号代入，只需判 断力的性断力的性质质即可即可2两个两个带电带电体之体之间间的的库仑库仑力是一力是一对对作用力和反作用力作用力和反作用力库仑库仑定律的公式定律的公式F=k k 只适用于真空中的点电荷只适用于真空中的点电荷(在空气中近似成立在空气中近似成立).r0时时，不能，不能认为认为力力F无无穷穷大，因大，因为为此此时时公式已不再成立公式已不再成立第8页，此课件共20页哦 如如图图911所示，两个完全相同的所示，两个完全相同的绝缘绝缘金属壳金属壳a、b的半径的半径为为R，质质量量为为m，两球心之
8、两球心之间间的距离的距离为为l3R.若使它若使它们带们带上等量的异种上等量的异种电电荷，荷，电电荷量荷量为为q，那么，那么两球之两球之间间的万有引力的万有引力F引引，库仑库仑力力F库库分分别为别为()图图911第9页，此课件共20页哦 解解析析：万万有有引引力力定定律律适适用用于于两两个个可可看看成成质质点点的的物物体体，而而均均匀匀的的球球体体可可将将其其质质量量集集中中在在球球心心考考虑虑；库库仑仑定定律律适适用用于于点点电电荷荷，两两球球壳壳带带等等量量异异种种电电荷荷，但但由由于于电电荷荷间间的的相相互互作作用用力力使使其其电电荷荷集集中中在在两两球球壳壳的的内内侧侧，它它们们之之间距
9、离小于间距离小于l，故此时的库仑力大于电荷集中在球心时的库仑力，故此时的库仑力大于电荷集中在球心时的库仑力 答案：答案：D第10页，此课件共20页哦【例例1】如图如图913所示，在光滑绝缘水平面上放置所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为个电荷量均为q(q0)的的相同小球，小球之间用劲度系数均为相同小球，小球之间用劲度系数均为k k0的轻质弹簧绝缘连接当的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为已知静电力常量为k k，若不考虑弹簧的静电感，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为应，则每根弹簧的原长为()图图913第
10、11页，此课件共20页哦 解解析析：对对最最右右边边的的小小球球受受力力分分析析可可知知，小小球球受受到到另另外外两两个个带带电电小小球球对对它它向向右右的的库库仑仑力力，大大小小分分别别为为F1 和和F2 ，由由力力的的平平衡衡可可知知弹弹簧簧弹弹力力的的大大小小FF1F2 ；故弹簧的伸长量为；故弹簧的伸长量为l ，所以选，所以选C.答案：答案：C第12页，此课件共20页哦 分分析析带带电电体体力力学学问问题题的的方方法法与与纯纯力力学学问问题题的的分分析析方方法法一一样样，学学会会把把电电学学问问题题力学化分析方法是：力学化分析方法是：1确确定研究定研究对对象如果有几个物体相互作用象如果有
11、几个物体相互作用时时，要依据，要依据题题意，适当意，适当选选取取 “整体法整体法”或或“隔离法隔离法”，一般是先整体后隔离，一般是先整体后隔离 2对对研究研究对对象象进进行受力分析行受力分析 3列平衡方程列平衡方程(F合合0或或Fx0，Fy0)第13页，此课件共20页哦11(2009合肥模拟合肥模拟)在在光滑光滑绝缘绝缘的水平地面上放置四个相同的金属小球，小的水平地面上放置四个相同的金属小球，小球球A、B、C位于等位于等边边三角形的三个三角形的三个顶顶点上，小球点上，小球D位于三角形的中心，如位于三角形的中心，如图图914所示所示现让现让小球小球A、B、C带带等量的正等量的正电电荷荷Q，让让小
12、球小球D带负电带负电荷荷q，使四个小球均，使四个小球均处处于静止状于静止状态态，则则Q与与q的比的比值为值为()A.B.C3 D.图图914第14页，此课件共20页哦 解解析析：由由库库仑仑定定律律和和力力的的平平衡衡知知识识可可得得：，解解得得：，故，故D正确正确 答案：答案：D第15页，此课件共20页哦A应应放在放在A点，点，Q2q B应应放在放在B点，点，Q2qC应应放在放在C点，点，Qq D应应放在放在D点，点，Qq解解析析：由由平平行行四四边边形形定定则则得得出出q和和q在在O点点产产生生的的合合场场强强水水平平向向右右，大大小小等等于于其其中中一一个个点点电电荷荷在在O点点产产生生
13、的的场场强强的的大大小小要要使使圆圆心心处处的的电电场场强强度度为为零零，则则应在应在C点放一个电荷量点放一个电荷量Qq的点电荷，故的点电荷，故C选项正确选项正确答案：答案：C第16页，此课件共20页哦如图如图919所示，真空中所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为两个点电荷的电荷量分别为Q和和q，放在，放在光滑绝缘水平面上，光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则若弹簧发生的均是弹性形变，则()图图919第17页，此课件共20页哦A.保持保持Q不不变变，将，将q变为变为2
14、q，平衡，平衡时弹时弹簧的伸簧的伸长长量等于量等于2x0B保持保持q不不变变，将，将Q变为变为2Q，平衡，平衡时弹时弹簧的伸簧的伸长长量小于量小于2x0C保持保持Q不不变变，将，将q变为变为q，平衡，平衡时弹时弹簧的簧的缩缩短量等于短量等于x0D保持保持q不不变变，将，将Q变为变为Q，平衡，平衡时弹时弹簧的簧的缩缩短量小于短量小于x0【错解错解】解：解：当当电电荷量荷量为为q时时，电电荷荷间间的的库仑库仑力力Fk k k kx0，当，当电电荷量荷量为为2q时时，电电荷荷间间的的库仑库仑力力Fk k k kx，x2x0，当，当q变为变为q时时，电电荷荷间为间为吸引力吸引力Fk k k kx，xx
15、0，所以正确，所以正确选项选项为为AC.第18页，此课件共20页哦 解析：解析：设弹簧的原长为设弹簧的原长为l，Q和和q间的库仑力为间的库仑力为Fk k k kx0，将，将q变变为为2q时，设弹簧伸长量为时，设弹簧伸长量为x，则电荷间的库仑力为，则电荷间的库仑力为Fk k k kx，上述两，上述两式相比得式相比得 ，x2x0.同理同理Fk k k kx，x x0.B正确正确【正解正解】第19页，此课件共20页哦1错错因：因：对库仑对库仑定律内容理解不清楚，没有注意到一个定律内容理解不清楚，没有注意到一个动态变动态变化的化的过过程，程，误误 把把电电荷荷间间的距离看成不的距离看成不变导变导致的致的错误错误2在在应应用用库仑库仑定律判断或定律判断或计计算算时时要注意：一、要注意：一、库仑库仑定律的适用范定律的适用范围围：库仑库仑定定 律只适用于真空中的点律只适用于真空中的点电电荷二、在荷二、在电电荷荷间间距离不距离不变变的情况下的情况下库仑库仑力与力与电电 荷量的乘荷量的乘积积成正比，而成正比，而题题中中电电荷量荷量变变化化时时往往距离随之往往距离随之变变化，所以在解化，所以在解题题时时要注意要注意审审清清题题意意.【反思总结反思总结】第20页，此课件共20页哦