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1、第二第二节节库仑库仑定律定律 第一章第一章 静电场静电场学学习习目目标标1.通通过过演示演示实验实验，定性了解，定性了解电电荷之荷之间间的作用力大小与的作用力大小与电电荷量荷量的多少以及的多少以及电电荷之荷之间间距离大小的关系距离大小的关系2知道点知道点电电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法3理解理解库仑库仑定律的内容、公式及适用条件定律的内容、公式及适用条件,知道静知道静电电力常量力常量,并会求点并会求点电电荷荷间间的作用力的作用力4通通过对过对比静比静电电力和万有引力，体会自然力和万有引力，体会自然规规律的多律的多样样性和性和统统一性一性 第一章第
2、一章 静电场静电场一、探究影响一、探究影响电电荷荷间间相互作用力的因素相互作用力的因素实验实验现现象象(1)小球小球带电带电量不量不变时变时，距离，距离带电带电物体越物体越远远，丝线丝线偏偏离离竖竖直方向的角度直方向的角度_(2)小球小球处处于同一位置于同一位置时时，小球所，小球所带带的的电电荷量越大，荷量越大，丝线丝线偏离偏离竖竖直方向的角度直方向的角度_实验实验结论结论电电荷之荷之间间的作用力随着的作用力随着电电荷量的增大而荷量的增大而_，随着距离的增大而，随着距离的增大而_猜想猜想带电带电体之体之间间的作用力与它的作用力与它们电们电荷量的乘荷量的乘积积成成_，与它，与它们们之之间间距离的
3、二次方成距离的二次方成_越小越小越大越大增大增大减小减小正比正比反比反比想一想想一想1.该该演示演示实验实验采用了哪种物理方法？采用了哪种物理方法？提示：控制提示：控制变变量法量法.二、二、库仑库仑定律定律1内容：真空中两个静止点内容：真空中两个静止点电电荷之荷之间间的相互作用力，与它的相互作用力，与它们们的的电电荷量的乘荷量的乘积积成成_，与它，与它们们的的_成反比，作用力的方向在它成反比，作用力的方向在它们们的的连线连线上上3适用条件：适用条件：(1)_；(2)_正比正比距离的二次方距离的二次方k9.0109Nm2/C2在真空中在真空中点点电电荷荷4点点电电荷荷当当带电带电体体间间的距离比
4、它的距离比它们们自身的大小大得多，以至自身的大小大得多，以至带电带电体的体的_、大小及、大小及电电荷分布状况荷分布状况对对它它们们之之间间的作用力的的作用力的影响可以忽略影响可以忽略时时，这样这样的的带电带电体就可以看成体就可以看成带电带电的点，叫做的点，叫做点点电电荷荷 判一判判一判2.两个两个电电荷之荷之间间的静的静电电力，力，电电量大的所受静量大的所受静电电力力大，大，电电量小的所受静量小的所受静电电力小，力小，这这种种说说法正确法正确吗吗？提示提示:不正确不正确.两个两个电电荷相互作用的静荷相互作用的静电电力遵守牛力遵守牛顿顿第三定律第三定律.形状形状3.是否只有体是否只有体积积很小的
5、很小的带电带电体才能看成点体才能看成点电电荷？荷？提示：不是提示：不是.一个一个带电带电体能否看成点体能否看成点电电荷，并不在于它体荷，并不在于它体积积的的大小，而是大小，而是应应具体具体问题问题具体分析具体分析.三、三、库仑库仑的的实验实验1库仑库仑扭秤扭秤实验实验是通是通过过_比比较较静静电电力力F大大小的小的实验结实验结果果发现发现静静电电力力F与距离与距离r的的_成反比成反比2库仑库仑在在实验实验中中为为研究研究F与与q的关系，采用的是用两个的关系，采用的是用两个_的金属小球的金属小球_电电荷量荷量_的方法，的方法，发现发现F与与q1和和q2的的_成正比成正比四、静四、静电电力叠加原理
6、力叠加原理对对于两个以上的点于两个以上的点电电荷，两个荷，两个电电荷荷间间的作用力不因第三个点的作用力不因第三个点电电荷的存在而有所改荷的存在而有所改变变其中每一个点其中每一个点电电荷所受的荷所受的总总的静的静电电力，等于其他点力，等于其他点电电荷分荷分别单别单独存在独存在时对该时对该点点电电荷的作用力的荷的作用力的_悬丝悬丝扭扭转转的角度的角度平方平方完全相同完全相同接触接触平分平分乘乘积积矢量和矢量和做一做做一做 4如如图图所示所示,带带有相同有相同电电荷量的荷量的a、b、c三个三个带电带电小球，在等小球，在等边边三角形的三个三角形的三个顶顶点上，点上，试试作作图图确定确定c球受到静球受到
7、静电电力的方向力的方向.提示：如提示：如图图所示所示对对点点电电荷的正确理解荷的正确理解1对比三个概念对比三个概念点点电电荷荷 带电带电体体元元电电荷荷理想化模型，没有大小理想化模型，没有大小、形状，只、形状，只带带有有电电荷量荷量，当受到其他，当受到其他电电荷的作荷的作用用时时不会引起不会引起电电荷的分荷的分布布变变化，相互作用化，相互作用规规律律遵从遵从库仑库仑定律定律有一定体有一定体积积、形状，、形状，带带有有电电荷的物体，如荷的物体，如果受到其他果受到其他电电荷的作荷的作用用时时，一般会引起，一般会引起电电荷在物体上的重新分荷在物体上的重新分布布是最小的是最小的电电荷量，荷量，不是不是
8、带电带电体，它就体，它就是是e1.61019 C2.带电带电体看成点体看成点电电荷的条件荷的条件如果如果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，以至自身的大小大得多，以至带电带电体体的形状、大小及的形状、大小及电电荷分布状况荷分布状况对对相互作用力的影响很小，就相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题对问题有关有关键键作用作用的的电电荷量，荷量，带电带电体就能看成点体就能看成点电电荷荷特特别别提醒：提醒：(1)从宏从宏观观意意义义上上讨论电讨论电子、子、质质子等子等带电带电粒子粒子时时，完全可以把它完全可以把它们视
9、为们视为点点电电荷荷(2)带电带电的物体能否看成点的物体能否看成点电电荷，有荷，有时还时还要考要考虑带电虑带电体的体的电电荷荷分布情况分布情况 (2014抚顺抚顺一中高二一中高二检测检测)关于点关于点电电荷，以下荷，以下说说法正确法正确的是的是()A足足够够小的小的电电荷就是点荷就是点电电荷荷B一个一个电电子，不子，不论论在何种情况下均可在何种情况下均可视为视为点点电电荷荷C在在实际实际中点中点电电荷并不存在荷并不存在D一个一个带电带电体能否看成点体能否看成点电电荷，不是看它尺寸的荷，不是看它尺寸的绝对值绝对值，而，而是看它的形状和尺寸是看它的形状和尺寸对对相互作用力的影响能否忽略不相互作用力
10、的影响能否忽略不计计CD解析解析点点电电荷是一种理想化模型，一个荷是一种理想化模型，一个带电带电体能否看成点体能否看成点电电荷不是看其大小，而是荷不是看其大小，而是应应具体具体问题问题具体分析，看它的形状具体分析，看它的形状和尺寸和尺寸对对相互作用力的影响能否忽略不相互作用力的影响能否忽略不计计因此大的因此大的带电带电体体一定不能看成点一定不能看成点电电荷和小的荷和小的带电带电体一定能看成点体一定能看成点电电荷的荷的说说法法都是都是错误错误的，所以本的，所以本题题A、B错误错误，C、D正确故正确故选选CD.一个一个带电带电体能否看做点体能否看做点电电荷，是相荷，是相对对于具体于具体问题问题而言
11、的，不而言的，不能能单单凭其大小和形状来确定凭其大小和形状来确定1下列关于点下列关于点电电荷的荷的说说法正确的是法正确的是()A电电子和子和质质子在任何情况下都可子在任何情况下都可视为视为点点电电荷荷B均匀均匀带电带电的的绝缘绝缘球体在球体在计计算算库仑库仑力力时时一般可一般可视为视为点点电电荷荷C带电带电的的细细杆在一定条件下可以杆在一定条件下可以视为视为点点电电荷荷D带电带电的金属球一定不能的金属球一定不能视为视为点点电电荷荷解析：解析：带电带电体能否体能否视为视为点点电电荷，要看它荷，要看它们们本身的本身的线线度是否比度是否比它它们们之之间间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是的
12、距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是看它所看它所带带的的电电荷量有多大荷量有多大BC对库仑对库仑定律的理解定律的理解1库仑库仑定律的适用条件定律的适用条件(1)真空中；真空中；(2)点点电电荷荷以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立(3)库仑定律中的静电力常量库仑定律中的静电力常量k，只有在公式中的各量都采用，只有在公式中的各量都采用国际单位时，才可以取国际单位时，才可以取k9.0109Nm2/C2.3静静电电力的确定方法：静力的确定方法：静电电力的大小力的大小计计算和方向判断一般分算和方向判断一般分开开进进行行(1)大小大小计计算：利用算：
13、利用库仑库仑定律定律计计算大小算大小时时，不必将表示，不必将表示电电性的性的正、正、负负号代入公式，只代入号代入公式，只代入Q1、Q2的的绝对值绝对值即可即可(2)方向判断：利用同种方向判断：利用同种电电荷相互排斥，异种荷相互排斥，异种电电荷相互吸引来荷相互吸引来判断判断思路探究思路探究该题目中两个带电球能否看做点电荷？该题目中两个带电球能否看做点电荷？B带电带电体能否体能否简简化化为为点点电电荷，是荷，是库仑库仑定律定律应应用中的关用中的关键键点另点另一个条件是一个条件是“真空真空”中，一般没有特殊中，一般没有特殊说说明的情况下，都可按明的情况下，都可按真空来真空来处处理求解理求解实际带电实
14、际带电体体间间的静的静电电力，可以把力，可以把实际带电实际带电体体转转化化为为点点电电荷，再求解荷，再求解库仑库仑力；力；对对于不要求定量于不要求定量计计算的算的实实际带电际带电体体间间的静的静电电力，可以用力，可以用库仑库仑定律定性分析定律定性分析B库仑库仑力的叠加原理力的叠加原理对对于两个以上的点于两个以上的点电电荷，其中每一个点荷，其中每一个点电电荷所受的荷所受的总总的的库库仑仑力，等于其他点力，等于其他点电电荷分荷分别单别单独存在独存在时对该时对该点点电电荷的作用荷的作用力的矢量和力的矢量和库仑库仑力的合成和分解仍力的合成和分解仍满满足力的平行四足力的平行四边边形形定定则则.中国的中国
15、的FY3A卫卫星上可星上可观测观测到高能到高能质质子和高能子和高能电电子子如如图图所示，分所示，分别别在在A、B两点放置点两点放置点电电荷荷Q121014 C和和Q221014 C在在AB的垂直平分的垂直平分线线上有一点上有一点C，且，且ABACBC6102 m如果有一高能如果有一高能电电子在子在C点点处处，它所受的它所受的库仑库仑力的大小和方向如何？力的大小和方向如何？思路探究思路探究高能高能电电子在子在C处处受到几个力？如何求它所受到的受到几个力？如何求它所受到的合力？合力？答案答案8.01021 N方向平行于方向平行于AB向左向左某一某一带电带电体同体同时时受到多个受到多个库仑库仑力作用
16、力作用时时可利用力的平行四可利用力的平行四边边形定形定则则求出其合力，但要明确各个求出其合力，但要明确各个库仑库仑力的大小和方向，充力的大小和方向，充分利用好几何关系分利用好几何关系.3.(2014广广东东省省实验实验中学高二中学高二测试测试)如如图图所示，三个完全相同的所示，三个完全相同的金属小球金属小球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，点上，a和和c带带正正电电荷，荷，b带负电带负电荷，荷，a所所带电带电荷量比荷量比b的小已知的小已知c受到受到a和和b的静的静电电力的合力可用力的合力可用图图中四条中四条线线段中的一条来表示，它段中的一条来表示，它应应是是()AF1
17、 BF2CF3 DF4B解析：解析：a和和c带带同种同种电电荷，其荷，其间库仑间库仑力力为为斥力，斥力，b、c带带异种异种电电荷，其荷，其间库仑间库仑力力为为引力，又因引力，又因为为a所所带电带电荷量比荷量比b的小，所以的小，所以c受到受到a的作用力比的作用力比c受到受到b的作用力小，根据平行四的作用力小，根据平行四边边形定形定则则求合力如求合力如图图所示，故所示，故选选B.思思维维建模建模库仑库仑力作用下的平衡力作用下的平衡问题问题范例范例 如如图图所示，在一条直所示，在一条直线线上有两个相距上有两个相距0.4 m的点的点电电荷荷A、B，A带电带电荷量荷量Q，B带电带电荷量荷量9Q.现现引入
18、第三个点引入第三个点电电荷荷C，恰好使三个点，恰好使三个点电电荷都荷都处处于平衡状于平衡状态态，问问：C应带应带什什么性么性质质的的电电？应应放于何放于何处处？所？所带电带电荷量荷量为为多少？多少？建模感悟建模感悟(1)处理此类题的基本思路是对三个电荷中的任处理此类题的基本思路是对三个电荷中的任意两个列受力平衡方程意两个列受力平衡方程.(2)使同一直线上三个电荷平衡放置的规律可总结如下：三电使同一直线上三个电荷平衡放置的规律可总结如下：三电荷在同一直线上，两同夹一异，两大夹一小荷在同一直线上，两同夹一异，两大夹一小.本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按按按ESCESC键键键键退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放