高中物理人教版选修-库仑定律-ppt精品课件

离的二次方成反比。 ③方向：它们的连线上（同种电荷沿连线向
内，异种电荷沿连线向外）。
什么是点电荷呢？
点电荷属于理想化模型，是不存在的。点电 荷不一定很小如同质子。对任何形状的带电体， 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多， 以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可 以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。
实际问题
已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电子的质量 是9.1×10-31Kg，在氢原子内它们之间的最短距离 为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的 库伦力和万有引力。
解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19C
库仑定律求解注意问题
内容解析
一、库仑定律 二、库伦的实验
探究
影响电荷间相互作用力的因素
实 验 装 置 图
实验内容
把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力 越大。
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这样库伦又发现了电荷间的作用力与电荷量的 关系:
力F与q1和q2的乘积成正比，即：F∝q1 q2
用一个公式来表示库伦定律,就是
F
k
Q1Q2 r2
上式中Q1 和 Q2 表示两个点电荷的电荷量，用r 表示它们之间的距离，用F表示它们之间的相互作 用力。式中的k是一个常量，叫做静电力常量。
在国际单位制中，电荷量的单位是库伦，简称 库，符号是C。在上式中如果各个物理量都用国际制 单位，即电荷量的单位用C，力的单位用N，距离的
实验装置
记录每次悬丝扭转的角度，便可以得到力Ｆ 与距离ｒ的关系，结果是力Ｆ与距离ｒ的二 次方成反比，即
F
1 r2
归纳
电荷之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。
由于当时实验设备限制，无法用实验 测得物体所带电量，库伦的实验中没有准 确的电荷量，而是一系列电荷量的均分。
库伦发现：
两个相同的金属小球，一个带电、一个不 带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三 个小球的作用力相等，所以他断定这两个小球的 带电量相等。
这意味着：
如果把一个带电金属小球与另一个不带电的 完全相同的金属小球接触，电荷量会均分给两个 小球。
利用这种方法：
qqq 库伦把带点小球的电荷量q分为 , , ,......
单位用m，则由实验得出 k 9.0 109 N • m2 C 2
注意
r为两个点电荷之间的距离，若带电体为金属小 球，应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。
+
+
+
+
+
r
+
同种电荷电荷分 布在金属球外侧
-
+
-
+
-r
+
异种电荷电荷分 布在金属球内侧
想一想
库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基
本规律，表达式
一、库仑定律
库伦定律
库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认：
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。电荷间这种相互作用的 电力叫做静电力或库伦力。
注意
该定律包括三层含义： ①条件: 真空中 静止电荷 ②大小：与电荷量的乘积成正比，与它们距
实际问题
两个带电量为1C的点电荷在真空中相距 1m时，相互作用力是9.0×109N,差不多相当于 一百多吨的物体的重力!由此可见，库伦是一个 非常大的电荷量单位。
通常一把梳子和衣袖摩擦所带的电荷量不 到百分之一库伦，但在天空中发生闪电之前， 巨大的云层中积累的电荷可达几百库伦。
高 中 物 理 人 教版选 修3-1 1 .2库 仑定律 (共34张 PPT)
F
k
Q1Q2 r2
，请你思考下面的问题：
⑴F→从∞数，学即观两点者看的，库F 伦 k力Q趋r1Q2 向2 中于的无r→穷0大时。，你应认该为得
这样可能吗？
⑵把公式变成
F
k
Q2 r2
• Q1
F
k
Q1Q2 r2
变成F
k
Q1 r2
• Q2
的形式，你应该如何理解？
和
提示
⑴库伦定律只适用于真空中的点电荷，当两个带 电体无限靠近，即r→0时，带电体不能看成点电 荷，当然就不能应用库仑定律来计算。
把小球挂在同一位置，增大或减小它所带的 电荷量，比较小球所受电力大小的变化。
通过实验你观察到了什么现象？你能总结出 都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗？这 些因素对作用力的大小有什么影响？
结论
影响电荷间的相互作用的因素有电荷量 的多少和电荷之间距离的长短。
电荷之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。
2.过程与方法
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适 用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的 作用。
3.情感态度与价值观
√ 培养学生热爱科学的精神。 √ 有参与实验总结规律的热情，从而能更方 便的解决实际问题。
教学重难点
教学重点：影响电荷间相互作用力的因素
库仑定律的内容及条件
教学难点：库伦扭秤实验
导入新课
力的大
+
+-
小可以
求吗？
同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引
第一章 静电场
1.2 库伦定律
教学目标
1. 知识与能力
√ 熟记库仑定律的文字表述及其公式，掌握库 仑定律的适用条件。
√ 了解库伦扭秤实验，通过演示实验，了解电荷 之间的作用力与哪些因素有关。
√ 明确点电荷是理想物理模型。知道带电体简 化为点电荷的条件。
⑵将
F
k
Q1Q2，和点电荷场强公式 r2
E
k
Q r2
电场
力F=Eq，联系起来，库仑定律可以理解为点电荷
Q1在Q2处产生的场强 E1 荷Q2在Q1处产生的场强
E2
kr2
与Q1的乘积。
小资料
库伦
库伦（17361806），法国物理 学家，用库伦扭秤 实验研究了电荷间 相互作用的电力， 于1785年发现了库 仑定律。
点电荷可以视为有质量、有电量、不占空间， 与运动学中的质点类似的微小电荷。
二、库伦的实验
库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。
如右图所示，细银丝的下端悬 挂一根绝缘棒，棒的一端是一个 带电的金属小球A，另一端有一 个不带电的球B，B与A所受重力 平衡。当把一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A时，A和C 之间的作用力使旋线扭转，通过 悬丝扭转的角度可以比较力的大 小。改变Ａ和Ｃ之间的距离ｒ，