静电场库仑定律

5.库仑力和万有引力的比较
Q1 Q2 F电 k 2 r
m1 m2 F万 G 2 r
只有引力 m1、m2
同：
都是平方反比律 既有引力又有斥力 Ｑ1、Q2 k=9×109N.m2/C2
异：
适用于真空中的点电荷 r—点电荷或电荷分布 均匀带电球体球心间的 距离。
G=6.67×10-11N.m2/Kg2 适用于质点 r—质点或质量分布 均匀球体球心间的 距离。
Q1、Q2一定时 F∞1/r2 r 一定时 F∞ Q1.Q2
3.真空中的库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的 大小，跟它们的电荷量的乘积成正比．跟它们之 间的距离的平方成反比；力的方向在它们的连线 上。这条规律就叫做真空中的库仑定律。 4. 表达式
Q1 Q2 F k 2 r
①适用对象：真空中的点电荷，空气中近似适用。 ②k--静电力常量，k=9×109N.m2/C2 ③F—库仑力、静电力，方向沿两电荷的连线。 ④r—点电荷间的距离、对电荷分布均匀的球体 为球心之间的距离。
1732年法国科学家杜菲发现电有两种。
1745年德国克莱斯特发明了可以储存静电的莱顿瓶。
1752年富兰克林进行“费城实验”将电引到莱顿瓶 中证明雷电与摩擦起电电荷性质相同。
二、摩擦起电
1.概念：用摩擦的方法使物体带电的过程．叫 做摩擦起电。 2.起电的原因： ☺P28自主活动、大家谈 物质由分子原子组成，原子由带正电的原子核和 核外电子组成，核外电子绕核作圆周运动，原子核 的正电荷和核外电子的负电荷电量相等、电性相反， 原子不显电性。 摩擦时物体得到一些电子或失去一些电子，得到 电子带负电，失去电子带正电，摩擦起电并没有创 造电荷。 不同物质原子原子核束缚电子的能力不同，较强 容易的到电子，较弱容易失去电子。 ☺ P28点击
雷 电 对 环 境 的 影 响
雷电破坏房屋、通讯设施、电子设备，造成森 林大火，严重危害人民生命财产安全。
雷电能杀菌消毒、净化空气。
3O2
闪电
2O3
雷电促进植物生长
2O2+N2 闪电 2N02 N02被雨水溶解
落地后变成天然氮肥， 促进植物生长
基础B.电荷的相互作用 电场
拓展A.真空中的库仑定律
解答：设电子和质子之间的库仑力为F1，万有引力为F2， 距离为r，由库仑定律和万有引力定律有 m1m2 Q1Q2 F2 G 2 F1 k 2 r r
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F1 kQ1Q2 39 2.3 10 F2 Gm1m2
说明：由计算可知，当距离相同时，电子与质子 之间的库仑力要比它们之间的万有引力大得多， 因此在研究微观粒子间的相互作用时，完全可以 忽略万有引力。
一、电荷间的相互作用
1.特点 同性相斥、异性相吸
问题：带电体为什么能够吸引不带电的 轻小物体？
2.大小 ①猜想： 静电力的大小可能与哪些因素 有关？ ②实验设计： 实验需要测哪些量，怎么测？
T θ
R
F F=G· tanθ
G
θ↑，F ↑
结论：电荷间的作用力随着电荷量的增大 而增大，随着距离的增大而减小。
二、真空中的库仑定律
1.点电荷（理想化的物理模型） 当带电体的形状、大小和电荷分布对电荷间的 相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看成带 有电荷的点，这样的带电体叫做点电荷。
练习： １、关于点电荷，下列说法中正确的是（ D A、体积很小的带电体一定能看作点电荷。 B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷。
2.各种起电效应使正负电 荷分布在云的不同位置
３．发生放电现象
电荷越积越多 类似于电容 器的原理 把空气击穿
I=Q / t Q很大,t很小 I 很大 发出耀眼强光— —形成闪电
打开狭窄 的通道强 行放电
电流很强，使空 气温度瞬间达到 6000―20000℃
高温空气膨胀， 产生强烈的冲击 波——形成雷声
第八章 电场
基础A.静电现象 元电荷
静止电荷产生的现象叫做静电现象 一、人类对于静电现象的研究
公元前6、7世纪发现摩擦生电现象 1600年英国吉尔伯特发表《论磁、磁体和地球作为 一个巨大的磁体》中记载了电学方面的研究，区分了 琥珀吸引和磁铁吸引的区别。
1660年德国马德堡市长格里克发明摩擦起电机。
解：先电中和，因为两小球相同再平均分配电量， 因此甲乙各自带电-3C。有2.5×1019个电子从乙 转移到了甲。
四、静电的测量
1.验电器 ①结构: ②原理：接触带电，同性相斥 ③特点：能检测是否带电，但不知电性，也 不能检测带电体所带电量。 2.电荷量表
3.静电电压表
雷电的成因
1.积雨云的形成
三、电场和电场力
力 是 物 弹力、摩擦力 物质传递作用力 (施力物体与受力物体直接接触) 体 对 重力、库仑力和磁力 场传递作用力 (施力物体与受力物体不直接接触) 物 场是什么？ 体 场是一种物质 的 2.物质的分类 作 ①实物：由分子原子等微观粒子组成。 用 ②场：看不见、摸不着但客观存在可以探测得到 的一种特殊的物质。如：重力场、电场和磁场。
密立根油滴实验
3.电荷守恒定律
内容：电荷既不会被创造也不会被消灭，它只会 从一个物体转移到另一个物体或从物体的一个部 分转移到另一部分，而电荷的总量不会发生变化。 练习1：甲物体原来带有0.06C的负电荷，与不带 电的乙物体相互摩擦后使乙物体带上0.01C的正电 荷，这时甲物体带何种电荷？带多少电荷？ 解：0.07C的负电。 练习2：甲乙两个完全相同的金属球各自带电1C和 -7C，让它们充分接触后各自带多少电，整个过程 中有多少电子发生了转移？
3.使得物体起电的其它方法 摩擦起电 接触起电 感应起电 看录像
4.产生静电的常用设备
感应起电机
超高压电源
范德格拉夫起电机
三、电荷量和元电荷
1.电荷量：物体所带电荷的多少，简称电量 符号：Q、q 单位：库（ C） 1C=106μC 2.元电荷：也叫基元电荷、是一种电量的单位。 ①e=1.6×10-19C ②1C=6.25×1018e ③电子和质子的电量为元电荷 ☺P31历史回眸
1.人们对场的认识过程
3.场的性质
①对放入其中的实物施加力的作用。 ②与实物一样具有能量、质量和动量等表征物质 特征的量。 ③在一定条件下，场和实物可以相互转化。
C、点电荷忽略了带电体的大小和电量，只考虑带 电体的质量。 D、当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的 影响可以忽略时，这两个带电体可以看作点电荷。
）
2.库仑扭秤实验
①实验中研究哪两个小球间的作用力？ ②小球B的作用是什么？ ③实验中采用了什么科学思想方法？ ④实验中电量Q是如何改变的？ ⑤实验中作用力F是如何测定的？ ⑥实验得到了什么结论？
结论：规律有许多相似之处，库仑力要比万有引力复杂。
类比是重要的科学方法。类比就
是根据两个不同对象的部分特性相 似而推出其他性质也可能相似的一 种推理方法。类比在科学发展中发 挥了巨大的作用，开普勒把类比称
为自己“最好的老师”。
例1：已知：电子的质量m1=9.1×10-31kg，质子 的质量m2=1.67×10-27kg，电子和质子的电荷量 的绝对值都是1.60×10-19C。求电子和质子间的 库仑力和万有引力的大小之比。
思考: 由库仑定律F=kQ1Q2/r2可知，当两电荷之间的距 离r接近于0时，两个电荷之间的作用力将为无穷大， 以上说法是否正确？
类比是重要的科学方法。类比就是根据 两个不同对象的部分特性相似而推出其他性 质也可能相似的一种推理方法。在库仑之前， 就有很多科学家将库仑力与万有引力进行类 比，猜想库仑力也与距离平方成反比。库仑 用扭秤进行实验，通过和万有引力的类比， 较快得出了平方反比关系。如果事先没有这 样的类比，仅靠实验数据的积累，库仑定律 的发现可能要推迟好多年。