《【课件】 库仑定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】 库仑定律 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第九章 静电场及其应用第2节 库仑定律（1）情境与思考情境与思考同种电荷相互同种电荷相互排斥排斥，异种电荷相互，异种电荷相互吸引吸引 电荷间的相互作用：电荷间的相互作用：作用力的大小与作用力的大小与哪些因素有关呢？哪些因素有关呢？分析与猜想分析与猜想电荷间的电荷间的作用力大小作用力大小和哪些因素有关？和哪些因素有关？（2）当带电球）当带电球不断靠近不断靠近金属球的过程中，金属球的位置如何变化金属球的过程中，金属球的位置如何变化？（3）若）若增加增加带电球的带电球的带电量带电量，金属球的位置如何变化？，金属球的位置如何变化？（可能与间距（可能与间距r有关）有关）（可能与（可能与q有关）有关）金属
2、球+（1）当带电球）当带电球靠近靠近金属球时，金属球的位置如何变化？金属球时，金属球的位置如何变化？q r 与带电体自身的与带电体自身的大小及形状大小及形状有关有关？与带电体所处的空间物质即与带电体所处的空间物质即介质介质有关？有关？猜想：猜想：带电球 q r 与带电体自身的与带电体自身的大小及形状大小及形状有关有关？与带电体所处的空间物质即与带电体所处的空间物质即介质介质有关？有关？猜想：猜想：将问题简化将问题简化物理研究的常用方法物理研究的常用方法（1）点电荷）点电荷dr（2）电荷处在）电荷处在真空真空中中 实验方法：实验方法：Qrd观察点观察点A（理想模型）（理想模型）控制变量法控制变量
3、法【定性实验定性实验】通过实验得到结论：通过实验得到结论：1.带电量带电量保持不变保持不变时，时，距离距离越越近近，偏角，偏角_，静电力，静电力_；2.距离距离保持不变保持不变时，时，带电量带电量越越大大，偏角，偏角_，静电力，静电力_；越大越大越大越大越大越大越大越大综合结论：综合结论：电荷之间的作用力随着电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大电荷量的增大而增大，随着，随着距离的增大而减小距离的增大而减小【定量实验定量实验】平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针库仑扭秤实验库仑扭秤实验【定量实验定量实验】平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针库仑扭秤实验库仑扭秤实验实验方
4、法：实验方法：控制变量法控制变量法1.探究探究F与与r的关系：的关系：（1）把另一个带电小球把另一个带电小球C插入容器并使它插入容器并使它靠近靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的时，记录扭转的角度可以比较力的大小大小；（2）改变改变A和和C之间的距离之间的距离r，记录每次悬，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出丝扭转的角度，便可找出F与与r的关系的关系。库伦当时得到的一组数据库伦当时得到的一组数据A、C两球距离两球距离距离比距离比扭秤转角扭秤转角转角比转角比36个刻度个刻度136118个刻度个刻度1/214448.5个刻度个刻度1/4575.516注：第注：第3组数据有偏差，库伦分析是因为漏电所致
5、。组数据有偏差，库伦分析是因为漏电所致。实验方法：实验方法：控制变量法控制变量法2.探究探究F与与q的关系：的关系：思考：思考：那个时代，不知道怎样测量物体所带的电荷量，那个时代，不知道怎样测量物体所带的电荷量，电荷量的单位也没有，怎样改变电荷量呢？电荷量的单位也没有，怎样改变电荷量呢？ACA电量均分电量均分ACAD条件：条件：大小、形状、材料大小、形状、材料 完全相同的小球完全相同的小球结论：结论：【定量实验定量实验】库仑扭秤实验库仑扭秤实验当当r不变时，不变时，F与与q1、q2的乘积成正比的乘积成正比Fq一定一定r一定一定 静电力常量静电力常量k=9.0109Nm2/C2【综合结论综合结论
6、】库仑力或静电力库仑力或静电力1.内容：内容：真真空空中中两两个个静静止止点点电电荷荷之之间间的的相相互互作作用用力力（叫叫静静电电力力或或库库仑仑力力），跟跟它它们们的的电电荷荷量量的的乘乘积积成成正正比比，跟跟它它们们间间的的距距离离的的二二次次方方成成反比。作用力的反比。作用力的方向方向在它们的在它们的连线上连线上。库伦定律2.适用条件：适用条件：静止点电荷：静止点电荷：（R RL L）（空气中近似适用）（空气中近似适用）真空中真空中只有电量，没有大小、形状的理想化模型只有电量，没有大小、形状的理想化模型3.公式：公式：静电力常量：静电力常量：=./库仑定律库仑定律是电磁学的基本定律之一
7、，是电磁学的基本定律之一，1785年库仑在实验研究中发现年库仑在实验研究中发现同种电性同种电性电荷分布在金属球电荷分布在金属球外侧外侧异种电性异种电性电荷分布在金属球电荷分布在金属球内侧内侧两个两个靠近靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+Q-QL=4r-+r=10cm的带电圆盘，若计算它和相距的带电圆盘，若计算它和相距10m处电子的作用力，能看作点电荷吗？处电子的作用力，能看作点电荷吗？若电子离带电圆盘只有若电子离带电圆盘只有1mm，圆盘还能看作点电荷吗？，圆盘还能看作点电荷吗？【理解点电荷理解点电荷】只有电
8、量，没有大小、形状的理想化模型只有电量，没有大小、形状的理想化模型能能不能不能不能不能同学们，下课！第九章 静电场及其应用第2节 库仑定律（2）1.两个点电荷两个点电荷q1=1C、q2=1C相距相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的库仑力。，且静止于真空中，求它们间的库仑力。k在数值上等于两个在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距的点电荷在真空中相距1米时的相互作用力米时的相互作用力 通常，一把梳子和衣服摩擦后所带的电荷量不到通常，一把梳子和衣服摩擦后所带的电荷量不到1C的的百万分之一百万分之一但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达到但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷
9、量可达到几百库仑几百库仑【感受库仑力的大小感受库仑力的大小】2.铁原子核里两质子间相距铁原子核里两质子间相距4.010-15m，请比较两质子间的，请比较两质子间的静电力静电力和和万有引力万有引力：（质子电荷量为（质子电荷量为e，质量为质量为m=1.6710-27kg）静电力：静电力：万有引力：万有引力：可见万有引力相对于静电力是可以忽略的！可见万有引力相对于静电力是可以忽略的！=一百万吨的物体所受的重力一百万吨的物体所受的重力F万万Fc【对比万有引力与库仑力对比万有引力与库仑力】只有引力只有引力既有引力又有斥力既有引力又有斥力天体天体间表现明显间表现明显微观微观带电粒子间表现明显带电粒子间表现
10、明显万有引力场：万有引力场：电场：电场：k=9.0109Nm2/C2G=6.6710-11Nm2/kg2适用条件：适用条件：真空中静止点电荷真空中静止点电荷适用条件：适用条件：质点质点（电荷分布均匀带电球）电荷分布均匀带电球）（带电体的形状大小对研究（带电体的形状大小对研究问题问题无影响无影响或或影响可不计影响可不计）（质量分布均匀的球）质量分布均匀的球）（物体间的（物体间的距离距离比其自身的比其自身的大小大小大得多大得多）性质力，性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同与重力、弹力、摩擦力地位等同【理解库仑力理解库仑力】1.库仑力是性质力还是效果力？库仑力是性质力还是效果力？遵守遵守2.带电体受
11、力分析时要画吗？带电体受力分析时要画吗？要要3.库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则？库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则？遵循遵循4.一对库仑力遵守牛顿第三定律吗？一对库仑力遵守牛顿第三定律吗？相等相等5.一对带电量不同的电荷之间产生力的作用，这两个电荷受到的库仑力一对带电量不同的电荷之间产生力的作用，这两个电荷受到的库仑力 大小相等吗？大小相等吗？巩固与练习巩固与练习一一小小球球带带正正电电，电电量量为为Q，另另一一小小球球带带负负电电，电电量量为为-2Q，在在真真空空中中相相距距为为r，之之间间的的静静电电力力大大小小为为F1，若若把把它它们们相相互互接接触触之之后后再再放放回回原原处处
12、，之间的静电力大小为之间的静电力大小为F2，则则F1 F2=_。提醒：提醒：在用库仑定律计算力的大小时，只要将电荷量的在用库仑定律计算力的大小时，只要将电荷量的绝对值代入绝对值代入即即可，可，方向方向可根据可根据“同性相斥异性相吸同性相斥异性相吸”判断。判断。8:1【拓展拓展1：涉及库仑力的：涉及库仑力的平衡平衡问题问题】例例1.真真空空中中三三个个点点电电荷荷，它它们们固固定定在在边边长长为为0.1m的的等等边边三三角角形形的的三三个个顶顶点上，每个电荷电量都是点上，每个电荷电量都是210-6C，求：，求：（1）每个电荷所受到的库仑力？）每个电荷所受到的库仑力？+（2）若在三角形的）若在三角
13、形的中点中点放一电荷量为放一电荷量为110-6C的点电荷，它受到的库仑的点电荷，它受到的库仑力多大？力多大？方法：方法：电学问题电学问题力力学化学化+6.24N0N【拓展拓展1：涉及库仑力的：涉及库仑力的平衡平衡问题问题】方法：方法：电学问题电学问题力力学化学化D【拓展拓展1：涉及库仑力的：涉及库仑力的平衡平衡问题问题】方法：方法：电学问题电学问题力力学化学化三个三个自由自由点电荷的平衡问题点电荷的平衡问题CAB问题问题1：B、C带正电还是负电？带正电还是负电？结论：结论：两同夹异，两同夹异，问题问题2：A和和B、C电荷量的大小关系？电荷量的大小关系？两大夹小，两大夹小，近小远大近小远大CAB
14、CAB【拓展拓展1：涉及库仑力的：涉及库仑力的平衡平衡问题问题】例例3.如如图图所所示示三三个个点点电电荷荷q1、q2、q3固固定定在在一一直直线线上上，q2与与q3的的距距离离为为q1与与q2距距离离的的2倍倍，每每个个电电荷荷所所受受的的静静电电力力的的合合力力均均为为零零。由由此此可可以以判判定定，三个电荷的电量之比三个电荷的电量之比q1 q2 q3为为()A.-9 4-36 B.9 4 36 C.-3 2-6 D.3 2 6结论：结论：两同夹异，两同夹异，两大夹小，两大夹小，近小远大近小远大A【拓展拓展2：涉及库仑力的：涉及库仑力的加速加速问题问题】例例4.如图所示，在如图所示，在光滑光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为，三球质量均为m，A与与B、B与与C相距均为相距均为L(L比球半径比球半径r大得多大得多)。若小球均带电，且若小球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的水平向右的恒力恒力F作用于作用于C球，使三者一起向右球，使三者一起向右匀加速运动匀加速运动。求。求:（1）F的大小；的大小；（2）C球的电性和电荷量。球的电性和电荷量。方法：方法：电学问题电学问题力力学化学化同学们，下课！