2.库仑定律 (3).ppt

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1、物 理四川省眉山中学物理组库库 仑仑 定定 律律教科版教科版 选修选修3-13-1四川眉山中学校四川眉山中学校 张考度张考度2四川省眉山中学物理组电荷间相互作用的关系是:电荷间相互作用的关系是:同种电荷相互同种电荷相互 ,异种电荷相互,异种电荷相互 。思考:思考:思考:思考:既然电荷之间存在相互作用力,那么它们之间的既然电荷之间存在相互作用力,那么它们之间的 相互作用力可能和哪些因素有关呢?相互作用力可能和哪些因素有关呢?讨论交流讨论交流1排斥排斥吸引吸引跟物体的形状有关吗?跟物体的形状有关吗?跟物体的带电量有关吗?跟物体的带电量有关吗?跟物体间的距离有关吗?跟物体间的距离有关吗?3四川省眉山

2、中学物理组带电体的形状带电体的形状1思考:思考:思考:思考:什么情况下可以忽略带电物体的形状、大小、什么情况下可以忽略带电物体的形状、大小、电荷分布的影响呢?电荷分布的影响呢?4四川省眉山中学物理组点电荷点电荷11 1、当带电体自身的大小远小于、当带电体自身的大小远小于 ,以至带电,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以可以 时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做 。均匀带电球体的电荷量认为集中于球心,可视为点电荷。均匀带电球体的电荷量认为集中于球心,可视为点电荷。但若带电体

3、间的距离太远,电荷的作用力就太小,没有实但若带电体间的距离太远,电荷的作用力就太小,没有实际意义。所以我们通常以均匀带电球体为研究对象。际意义。所以我们通常以均匀带电球体为研究对象。它们之间的距离它们之间的距离忽略忽略点电荷点电荷质点质点理想化理想化2 2、点电荷类似于力学中的、点电荷类似于力学中的 ,是一种,是一种 的物理模的物理模型。型。5四川省眉山中学物理组实验探究实验探究2还有两个变量,应该用什么实验方法?还有两个变量,应该用什么实验方法?控制变量法。控制变量法。对于点电荷,电荷间的作用力就只对于点电荷,电荷间的作用力就只 和和 与有关了。与有关了。电荷量电荷量距离距离6四川省眉山中学

4、物理组改变电荷量改变电荷量改变距离改变距离定性结论:电荷间的作用力随着电荷量的增大而定性结论:电荷间的作用力随着电荷量的增大而 ,随着距离的增大而随着距离的增大而 。增大增大减小减小实验探究实验探究2还有两个变量,应该用什么实验方法?还有两个变量,应该用什么实验方法?控制变量法。控制变量法。对于点电荷,电荷间的作用力就只对于点电荷,电荷间的作用力就只 和和 与有关了。与有关了。电荷量电荷量距离距离7四川省眉山中学物理组大胆的猜想大胆的猜想2电荷间的作用力与电荷量、距离大小上有什么关系呢?电荷间的作用力与电荷量、距离大小上有什么关系呢?会不会与万有引力定律具有相似的形式呢?会不会与万有引力定律具

5、有相似的形式呢?事实上,电荷之间的作用力与引力的相似性早已引起当年一事实上,电荷之间的作用力与引力的相似性早已引起当年一些研究者的注意,卡文迪许、普里斯特利等人都确信平方反比规些研究者的注意,卡文迪许、普里斯特利等人都确信平方反比规律适用于电荷间的力。律适用于电荷间的力。法国学者法国学者库仑库仑最先最先用实验用实验证明了这一猜测是正确的。证明了这一猜测是正确的。这个结论怎么似曾相识呢?这个结论怎么似曾相识呢?物体之间的万物体之间的万有有引力,也是随引力,也是随物体质量的增大而增大,随它们物体质量的增大而增大,随它们距离的增大而减小。距离的增大而减小。8四川省眉山中学物理组小心的求证小心的求证2

6、实验困难:实验困难:实验困难:实验困难:1、如何测量电荷间微小的作用力呢?、如何测量电荷间微小的作用力呢?库仑扭秤库仑扭秤扭秤视频扭秤视频保持电荷量不变,改变距离保持电荷量不变,改变距离r,库仑得出,库仑得出微小放大法微小放大法9四川省眉山中学物理组小心的求证小心的求证2实验困难:实验困难:实验困难:实验困难:2、如何测量物体电荷量的大小?、如何测量物体电荷量的大小?qQ/2库仑断定,一个带电金属球与另一个完全相同的金属球接触后再库仑断定,一个带电金属球与另一个完全相同的金属球接触后再分开,带电量将是原来的一半,分开,带电量将是原来的一半,保持距离不变,改变电荷量保持距离不变,改变电荷量q,库

7、仑得出,库仑得出 从而巧妙地解决了金属球电从而巧妙地解决了金属球电荷量荷量成倍变化成倍变化的问题。用这个方法他依次得到了原来电荷量的的问题。用这个方法他依次得到了原来电荷量的1/2,1/4,1/8等电荷量。等电荷量。10四川省眉山中学物理组库仑定律库仑定律31.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的的 成正比,与它们的成正比,与它们的 成反比,作成反比,作用力的方向在用力的方向在 上。上。电荷间这种相互作用力叫做电荷间这种相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力。2.大小:大小:3.方向:在两点电荷的连线上方向:在两点电荷的连线

8、上,同种电荷相斥同种电荷相斥,异种电荷相吸。异种电荷相吸。k为静电力常量:为静电力常量:k=9.0109 Nm2/C2。4.适用条件:适用条件:真空真空、静止静止、点电荷点电荷。说明:说明:(1)k是一个与带电体周围介质有关的量,是一个与带电体周围介质有关的量,真空中真空中k=9.0109 Nm2/C2,空气中近似相等;空气中近似相等;(2)只有一个电荷静止也可以;只有一个电荷静止也可以;(3)均匀带点球体或球壳认为电荷量集中于球心,视为点电荷。均匀带点球体或球壳认为电荷量集中于球心,视为点电荷。+FF-+FF电荷量的乘积电荷量的乘积距离的二次方距离的二次方它们的连线它们的连线11四川省眉山中

9、学物理组rr再议点电荷再议点电荷3若是点电荷,若是点电荷,r是两点间的距离是两点间的距离若若均匀带电球体或球壳,均匀带电球体或球壳,r是球心间的距离是球心间的距离思考:思考:思考:思考:r越小,库仑力越小,库仑力F越大?越大?r0,库仑力,库仑力F?库仑力库仑力例例1:两个带电球体,半径均:两个带电球体,半径均R,带电量分别是,带电量分别是Q和和q,表面间距,表面间距2R,求它们之间的库仑力?,求它们之间的库仑力?qQ若为均匀带电的绝缘球若为均匀带电的绝缘球若为带同种电荷的金属球若为带同种电荷的金属球若为带异种电荷的金属球若为带异种电荷的金属球注意注意r=4Rr 说明:若说明:若RQC,A电荷

10、受到的电场力的大概方向?电荷受到的电场力的大概方向?变变2:若:若B、C均为均为-Q,求,求A电荷受到的电场力?电荷受到的电场力?+q-Q-Q+-ACBF合合+q-2Q+ACB变变3:若把:若把B、C电荷换为一根均匀带电直棒电荷换为一根均匀带电直棒,判断判断A电荷受到的电场力方向?电荷受到的电场力方向?任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的14四川省眉山中学物理组电荷的平衡问题电荷的平衡问题4mgTF库库15四川省眉山中学物理组电荷分配问题电荷分配问题41.两个相同的金属小球两个相同的金属小球,带电量之比为,带电量之比为 7 1,相距,相距为为 r (r 远大于小球半径远大于小球半径),两者相互接触后再放回原,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()CD2.有三个完全一样的球有三个完全一样的球A、B、C,A球带电荷量为球带电荷量为7Q,B球带电荷量为球带电荷量为Q,C球不带电,将球不带电,将A、B两球固定,然两球固定,然后让后让C球先跟球先跟A球接触,再跟球接触,再跟B球接触,最后移去球接触,最后移去C球,球,则则A、B球间的作用力变为原来的多少倍?球间的作用力变为原来的多少倍?16四川省眉山中学物理组

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