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1、第一章静电场第二节库仑定律同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？使得使得r r不变：科学家们通过实验验证当物体电不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越大，物体受到的库仑力就越大。荷量越大，物体受到的库仑力就越大。距离相同，带电不同小球偏转角不同,可见其受力大小不同。+Q+2q+q+Q探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素带电量相同，距离不同带电小球偏转角不同,可见其受力大小不同。+Q+q使得使得q q
2、不变：科学家们通过实验验证当物体距不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远，物体受到的库仑力就越小。离越远，物体受到的库仑力就越小。探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素实验表明：实验表明：电荷之间的作用力电荷之间的作用力（1）随电荷量的增大而增大）随电荷量的增大而增大（2）随距离的增大而减少）随距离的增大而减少 我有办法！我有办法！库仑在库仑在17361736年年6 6月月1414日生于法国昂古莱姆库仑家日生于法国昂古莱姆库仑家里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著里很有钱，在青少年时期，他就受到了良
3、好的教育。著有有电力定律电力定律 、电气与磁性电气与磁性等书。不仅在力学等书。不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献工程方面也作出过重要的贡献库仑定律库仑定律内容：真真空中空中两个两个静止静止点电荷点电荷之间的相互之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它与它们的距们的距离的二次方成反比，作用力的离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。方向在它们的连线上。公式：其中其中K K叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/
4、C/C2 2适用范围：适用范围：1.1.真空中；真空中；2.2.静止点静止点电荷电荷.电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.点电荷点电荷1，定义：点电荷是理想化模型，无大小，定义：点电荷是理想化模型，无大小有电量的电荷（带电体）叫点电荷有电量的电荷（带电体）叫点电荷2，看成点电荷的条件：，看成点电荷的条件：当带电体大小远小于带电体间距时，可当带电体大小远小于带电体间距时，可忽略带电体的形状大小看成点电荷忽略带电体的形状大小看成点电荷电荷均匀分布的带电球体也能看成点电电荷均匀分布的带电球体也能看成点电荷荷注意注意：1，电荷间作用力叫静电力或库仑力，包括：引，电荷间
5、作用力叫静电力或库仑力，包括：引力，斥力。力，斥力。2，对电荷均匀分布的带电球体（可看成点电荷，对电荷均匀分布的带电球体（可看成点电荷）计算库仑力时，可认为电荷集中在球心上，）计算库仑力时，可认为电荷集中在球心上，r=球心间距离球心间距离3，静电力与重力、弹力等一样是用力的性质命，静电力与重力、弹力等一样是用力的性质命名的力。名的力。具有力的共性：合成、分解遵循平行具有力的共性：合成、分解遵循平行四边形法则，遵循牛三四边形法则，遵循牛三 定律，可产生加速度，定律，可产生加速度，可提供向心力。可提供向心力。4，计算库仑力，计算库仑力F时处理方法：时处理方法：电量电量Q Q1 1，Q Q2 2正负
6、都严格代入，若求出正负都严格代入，若求出F F为正表示为斥力，为正表示为斥力，若求出若求出F F为负表示为引力为负表示为引力电量电量Q Q1 1，Q Q2 2不代正负，先求出不代正负，先求出F F大小，再由实际情况判大小，再由实际情况判断是断是引力还是斥力。引力还是斥力。5，带电体间的万有引力比静电力小得多，一般忽略带，带电体间的万有引力比静电力小得多，一般忽略带电体间万有引力。电体间万有引力。6，库仑不是库仑不是最早测出静电力常量的最早测出静电力常量的.当时电量的单位当时电量的单位(库仑库仑)并没有得到定义并没有得到定义,他并没有能够他并没有能够测出静电力常量测出静电力常量的数值。的数值。静
7、电力常量静电力常量的数值的数值是是在电量的单位得到定义之在电量的单位得到定义之后后,后人通过后人通过库仑库仑定律计算出的。定律计算出的。K=9.0109.0109 9N N M M2 2/C/C2 2课堂训练课堂训练 1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、关于点电荷的下列说法中正确的是：A.A.真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的 B.B.点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C.C.足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究尺寸大小，而是看它的形状和大小对
8、所研究的问题的影响是否可以忽略不计的问题的影响是否可以忽略不计课堂训练课堂训练2 2、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A.A.点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷B.B.点电荷就是体积和带电量都很小点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体的带电体C.C.根据根据 可知，当可知，当r 0 r 0 时，时，F F D.D.静电力常量的数值是由实验得到的静电力常量的数值是由实验得到的D D 当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是否当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？可以看做是集中在球心位置的点电荷？如果是两个球形带电导体：如果是两个球形带电导
9、体：不可以不可以思考题思考题课堂训练课堂训练5 5、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相的金属球，球心相距距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.5101.510 5 5 C C的正电时，相互作用力为的正电时，相互作用力为F F1 1 ，当它们，当它们分别带分别带+1.510+1.510 5 5 C C和和 1.5101.510 5 5 C C的的电量时，相互作用力为电量时，相互作用力为F F2 2,则（则（）A AF F1 1=F=F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 3、真空中有A、B两个点电荷
10、，相距r时相互作用力为F，欲使它们之间的相互作用力变为F/4，下列说法可行的是（）A、将它们的距离变为r/2B、将它们的电荷量均变为原来的一半C、将它们的距离变为r/4D、将它们的电荷量均变为原来的2倍课堂训练课堂训练1.F1.F与与r r有关有关 库仑的实验库仑的实验研究方法研究方法：结论：结论：保持两球上的电量不变保持两球上的电量不变，改变两球，改变两球之间的距离之间的距离r r，从实验结果中库仑得出，从实验结果中库仑得出静电静电力与距离的平方成反比力与距离的平方成反比，即，即 F1/rF1/r2 2实验装置实验装置：扭秤控制变量法控制变量法.库伦扭秤库伦扭秤.2.F2.F与与q q有关有
11、关 库仑的实验库仑的实验结论：结论：保持两球间的距离不变保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出果中库仑得出静电力与电量的静电力与电量的乘积成正比乘积成正比，即，即 F qF q1 1q q2 2 分分析析：如如图图所所示示，用用“+”“”号号表表示示电电荷荷的的正正负负。根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律，电电荷荷q q 1 1 、q q 2 2 之之间间的的作作用用力力F F1 1 和和 F F2 2 是大小相等，方向相反。是大小相等，方向相反。例例1:1:在在真真空空中中有有两两个个相相距距 0.3 0.3 m m的的点点电电荷荷，所所带带的的
12、电电荷荷量量分分别别是是 2 21010-8-8 C C 和和-4-41010-8-8 C C。求求每每个个电电荷荷受受到到的的静静电力有多大，是引力还是斥力？电力有多大，是引力还是斥力？+q1q2rF1F2 解：正、负电荷之间的相互作用力为吸解：正、负电荷之间的相互作用力为吸引力，大小为引力，大小为 小结：小结：在应用库仑定律时，可用电量的在应用库仑定律时，可用电量的绝对值求解力的大小，再分析是引力还是斥力绝对值求解力的大小，再分析是引力还是斥力 也可将正负号带入计算，结果为也可将正负号带入计算，结果为正是排斥力，结果为负是吸引力。正是排斥力，结果为负是吸引力。例题例题2 2：已知氢核（质子
13、）的质量是：已知氢核（质子）的质量是1.67101.6710-27-27kgkg，电子的质量是电子的质量是9.19.11010-31-31kgkg，在氢原子内他们之间的，在氢原子内他们之间的最短距离为最短距离为5.15.11010-11-11m m。试比较氢原子中氢核与电子。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力之间的库仑力和万有引力解解 氢核与电子所带电荷量都是氢核与电子所带电荷量都是1.61.61010-19-19C C=8.210-8N=3.610-47N说明：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万此在研
14、究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略有引力忽略小小 结结1、内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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.3 3、适用条件：、适用条件：真空（空气中近似成立）真空（空气中近似成立）点电荷点电荷4 4、点电荷：是一种理想模型，带电体的形状、点电荷：是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷可以忽略不计时，带电体可视为点电荷.k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 22 2、公式：、公式
15、：课堂训练课堂训练 三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不带不带电，而电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定距带等量异种电荷，相隔一定距离放置，离放置，a a、b b之间的静电力为之间的静电力为F F。现将。现将c c球球分别与分别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间的静之间的静电力将变为（电力将变为（）。）。A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8防雷防雷 知识知识 措施措施 “你们知道你们知道吗，吗，男孩男孩遭雷击概率超过女孩。遭雷击概率超过女孩。”专家专家解释说，人体都
16、有静电场，静电解释说，人体都有静电场，静电场所产生的电压越高，越容易遭到雷击，场所产生的电压越高，越容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存在不同，导致其静男孩和女孩生理结构存在不同，导致其静电压存在一定差异，一般来说男孩静电压电压存在一定差异，一般来说男孩静电压10001000，高于女孩的，高于女孩的800800，因此男孩遭雷击，因此男孩遭雷击概率超过女孩概率超过女孩。雷雨天，碰到断了的电线千万不要去碰，雷雨天，碰到断了的电线千万不要去碰，雷电特别大时，最好单腿蹦着前进，或者双脚并拢向雷电特别大时，最好单腿蹦着前进，或者双脚并拢向前跳，而不是迈大步奔跑，因为步子越大，所产生的前跳，而不是迈大步奔跑
17、，因为步子越大，所产生的跨步电压就越大，越容易被雷击。跨步电压就越大，越容易被雷击。专家指出，发生雷电时，尽可能地关闭各类家用电器，专家指出，发生雷电时，尽可能地关闭各类家用电器，并拔掉电源插头，以防雷电从电源线入侵。并拔掉电源插头，以防雷电从电源线入侵。打雷时不要开窗户，不要把头或手伸出户外，更不要打雷时不要开窗户，不要把头或手伸出户外，更不要用手触摸窗户的金属架。用手触摸窗户的金属架。雷电交加时，勿打手机或有线电话，应在雷电过后再雷电交加时，勿打手机或有线电话，应在雷电过后再拨打。拨打。若有人遭到雷击，停止呼吸时，应及时进行人工呼吸若有人遭到雷击，停止呼吸时，应及时进行人工呼吸和外部心脏按
18、摩，并迅速送往医院进行救治。和外部心脏按摩，并迅速送往医院进行救治。问：个别建筑物安装了避雷针后仍遭雷击，为什么会出现问：个别建筑物安装了避雷针后仍遭雷击，为什么会出现这种现象？这种现象？答：并不是安装了避雷针就万事大吉。一般情况答：并不是安装了避雷针就万事大吉。一般情况下，避雷针只能避免直击雷直接击中建筑物和保护建下，避雷针只能避免直击雷直接击中建筑物和保护建筑物内的人身安全。但从各地上报的雷电灾害事故分筑物内的人身安全。但从各地上报的雷电灾害事故分析，雷灾事故析，雷灾事故8080是由感应雷造成，雷电可沿电源、是由感应雷造成，雷电可沿电源、电话等金属导体侵入屋内，同样会危及人们的生命及电话等金属导体侵入屋内，同样会危及人们的生命及电器、设备的安全。电器、设备的安全。问：应如何做好建筑物内部的防雷工作？问：应如何做好建筑物内部的防雷工作？答：要做好建筑物内部的防雷，就是要在电源、答：要做好建筑物内部的防雷，就是要在电源、电话、电视、计算机网络等的进线处，安装相应的避电话、电视、计算机网络等的进线处，安装相应的避雷器，在雷电波侵入时，避雷器就会将雷电流泄放到雷器，在雷电波侵入时，避雷器就会将雷电流泄放到大地网络版上，避免室内的电器设备等被击坏或烧坏，大地网络版上，避免室内的电器设备等被击坏或烧坏，甚至引起火灾甚至引起火灾。