第2节《库伦定律》课件

来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的( CD )
A．47
B．37
C．97
D．176
...
1. 库仑定律中的“点电荷”应该怎样理 解？是不是带电体的体积足够小，就可以看 成点电荷？
2. 在你学过的物理概念中，哪一个概念 与“点电荷”类似？
5、点电荷：
（1） 定义：
...
当带电体的大小，形状及电荷分布状况对它们之间相
...
库仑
库仑扭秤
二、库仑定律
...
1. 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它 们的电荷量的乘积成正比，与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。
2.
大小：
F
k
q1q2 r2
( k为静电力常量：k = 9.0×109 N·m2/C2。计算大小时只将
电荷量的绝对值代入)
3. 方向：在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥 , 异种电荷相吸。
4. 适用条件：真空、静止的点电荷。 (以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)
...
例1. 下列各图中 A 球系在绝缘细线的下端，B 球固定在
绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出。
A 球能保持静止的是 ( AD )
1. 两个相同的金属小球 ，带电量之比为. 1.∶. 7 ，相距
为 r ( r 远大于小球半径) ，两者相互接触后再放回原
例2. 关于点电荷的下列说法中正确的是.（. .ABD ）
A. 真正的点电荷是不存在的 B. 点电荷是一种理想模型 C. 足够小的电荷就是点电荷 D. 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的问题的影响是 否可以忽略不计
...
2. 两个半径为 0.3 m 的金属球，球心相距 1.0 m 放置，当他
定律
库仑 定律
万有引 力定律
库仑定律与万有引力定律的比. 较. .
公式
公式适 用范围
共同点
不同点
F
k
Q1Q2 r2
点电 荷
F
G
Mm r2
质点
①都与距 离的平方 成反比 ②都有一 常数
与两个物体电 量有关，有引 力，也有斥力
与两个物体 质量有关， 只有引力
影响大小 的因素
Q1、Q2、 r
M、m、 r
F电 2.31039 F引
你有什么发现？
1. 对于一般的带电体 , 静电力也比万有引力.大. 得. 多 , 因此
研究两个带电体间的相互作用时也忽略万有引力。但一般 带电体受到的重力是它和巨大地球之间的万有引力 , 通常 都比较大 , 所以就不能忽略。 2. 基本粒子像电子、质子、原子核等 , 因为其本身质量非 常小 , 即使与地球之间的万有引力也很小 , 所以基本粒子受 到重力往往也很小 , 所以基本粒子所受重力往往可忽略不 计。
互作用力的影响可以忽略时，带电体可视为点电荷。
（2）点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，
类似于力学中的“质点”，实际中并不存在。
（3）带电体看成点电荷的条件
具体分析，与电荷量多少及电荷多少无关
（4）与元电荷比较
点电荷是带电体，元电荷是最小带电荷量
...
1. 从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可 以把它们视为点电荷。 2. 带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的 电荷分布情况。 3. “静止”的理解：两个静止的电荷，或者一个电荷静止 而另一个电荷运动的情况，例如:原子核外电子绕核运动 时,核对电子的力同样遵循库仑定律。
...
多个带电体的库仑力求解
当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库 仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑 力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力。
例4. 真空中有三个点电荷，它们固定在边长. . 5. 0 cm 的等边
三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10─6 C , 求它
1. 库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要 分别分析。
2. 库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和 谐美和多样美。
例3. 已知氢核（质子）的质量是 1.67×10─27 k.g.，. 电子的质量
是 9.1×10─31 kg 距离为 5.3×10─11 m。试比较电子和质子间的 静电引力和万有引力。
...
第一章 静电场
第二节 库伦定律
...
1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定 律的含义及其公式表达，知道静电力常量。
2．会用库仑定律的公式进行有关的计算。 3．知道库仑扭秤的实验原理。
重点：掌握库仑定律。 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算。
一、探究实验：同种电荷相互排斥，异种电荷. 相. . 互吸引
解：质子与电子之间的库仑力 F电为
qq
F电 k
12
r2
9.0
109
(1.6 1019 (5.31011
)2 )2
N
8.2108 N
质子与电子之间的万有引力 F引 为
F引
G
m1m r2
2
6.67
1011
9.11031 1.67 1027 (5.3 1011 ) 2
N
3.6 1047 N
库仑力与万有引力 的比值为
...
保持小球位置不变，改 变小球带电量 q，观察夹 角 θ 变化情况
实验 r 变大，θ 变小 现象 r 变小，θ 变大
q 变大，θ 变大 q 变小，θ 变小
实验 电荷间的作用力与距离有关，与电荷量有关
结论
库仑扭秤实验
操作方法: 力矩平衡（静电力力矩 ＝金属细丝扭转力矩）
思想方法：放大、转化 设计思想：控制变量法
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？
1.可能跟电荷所带电荷量有关； 2.可能与两个电荷间的距离有关。
如何探究影响电荷间相互作用力.的. 因. 素？
实验原理
方法(控制 探究电荷间作用力 探究电荷间作用力与
变量法) 与距离的关系
电荷量的关系
实验 操作
保持小球电荷量不变，改 变小球位置，从而改变小 球间距 r，观察夹角 θ 变 化情况
们都带 1.5×10−5 C 的正电时，相互作用力为 F1 ，当它们 分别带 +1.5×10−5 C 和 −1.5×10−5 C 的电量时，相互作用
力为 F2 , 则（ B ）
A. F1 = F2
B. F1 ＜F2
C. F1 ＞ F2
D. 无法判断
任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的；任 意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律，用矢量求和法求 合力。注意，此时金属球不能看成点电荷。