資源簡介

(共27張PPT)
靜電力 庫侖定律
1、庫侖力（靜電力）
靜止的電荷間的相互作用
——庫侖力（靜電力）
電荷間的相互作用的強弱和什么有關？
庫侖力的大小和什么有關？
研究方法
影響因素可能為:電荷量，兩電荷間的距離，帶電體形狀 、大小，環境，質量等
簡單著手研究思想
真空
點電荷
點電荷
帶電體有時可
以看做點電荷
物體有時可
以看作質點
就像
帶電體的形狀和大小對相互作用力的大小可以忽略，那么帶電體可以看作一個點，稱為點電荷。
例:一個半徑r1=10cm的帶電圓盤,如果考慮它和d1=10m處某個電子的作用力,就完全可以把它看作________.
點電荷
一個無限大的帶電平面
而如果這個電子離帶電圓盤只有d2=1mm,那么這一帶電圓盤又相當于____________________.
課堂訓練
1、關于點電荷的下列說法中正確的是：
A .真正的點電荷是不存在的．
B .點電荷是一種理想模型．
C .足夠小的電荷就是點電荷．
D .一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計
A B D
二、實驗探究
(1)僅改變A與B的距離.
(2)僅改變A與B所帶電荷量
控制變量法
結論
電荷間相互作用力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的增大而減小.
定性研究實驗
庫侖(Coulomb 1736~1806): 法國物理學家；
1785年，庫侖定律
庫侖扭秤實驗
1.庫侖做實驗的裝置—庫侖扭秤.
操作方法:力矩平衡：靜電力力矩＝金屬細絲扭轉力矩.
思想方法：放大、轉化
設計思想：控制變量法——控制
庫侖扭秤實驗
2.庫侖研究力與距離的定量關系.
結論：
庫侖扭秤實驗
3.庫侖研究力與電荷量的定量關系.
結論：
四、庫侖定律
1、內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上.
2、大小：
F = kq1q2/r2
3、方向：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.
4、適用條件：真空、靜止的點電荷
電荷間相互作用的力F叫做靜電力或庫侖力.
K:靜電力常量
k=9.0×109N·m2/C2
庫侖是一個非常大的電荷量單位。
①點電荷同質點一樣也是一個理想化模型
②只有電荷量而沒有大小的點。
例1
兩個放在絕緣上的相同金屬球A、B，相距d，球的半徑比d小得多，分別帶有電荷3q和q，A球受到的庫侖引力大小為F。
（1）B球受到的庫侖引力為 。
（2）若保持球A、B的電荷量不變，電荷間的距離增大為原來的2倍，電荷間的作用力為 。
（3）若保持球A、B間距離不變，電荷量都增大為原來的2倍，電荷間的作用力為 。
（4）現將這兩個金屬球接觸，然后仍放回原處，則電荷間的作用力將變為 (引力或斥力）大小為 。
F
F/4
4F
斥力
F/3
五、靜電力與萬有引力的比較
庫侖定律與萬有引力定律的比較：
定律
公式
公式適用范圍
共同點
不同點
影響大小的因素
庫侖
定律
與兩個物體質量有關，只有引力。
①都與距離的平方成反比。
②都有一個常數。
萬有
引力
定律
點電荷
質點
與兩個物體電量有關，有引力，也有斥力。
Q1、Q2、r
M、m、r
解：質子與電子之間的庫侖力 F電為
例1 已知，質子的質量m1=1.67×10-27kg，電子的質量m2=9.1×10-31kg ．距離是5.3×10-11m。電子和質子的電荷量都是1.60×10-19C．。試比較電子和質子間的靜電引力和萬有引力．
質子與電子之間的萬有引力 F 引 為
電子和質子的靜電引力遠大于它們間萬有引力。研究帶電微粒間相互作用時，經常忽略萬有引力.
庫侖力與萬有引力 的比值為
【例題2】：真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50 cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是 +2 × 10-6 c,求 它們所受的庫侖力。
解：q3共受F1和F2兩個力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離 r 都相同,
所以
F1=F2=K
=
N
=0.144 N
根據平行四邊形定則，合力是:
q1
q2
q3
F2
F1
F
合力的方向沿q1與q2連線的垂直平分線向外.
30°
知識小結
真空中兩個點電荷之間的相互作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上.
3、適用條件：
4、點電荷：
k=9.0×109N·m2/C2
2、公式：
1、內容：
⑴ 真空（空氣中近似成立）
⑵ 點電荷
是一種理想模型，帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間作用力的影響可以忽略不計時，帶電體可視為點電荷.
1、關于庫侖定律，下列說法正確的是：（ ）
A．庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積最小的帶電體；
B．根據F=kq1q2/r2，當兩個帶電體間的距離趨近于零時，庫侖力將趨向無窮大；
C．帶電量分別為Q和3Q的點電荷A、B相互作用時，B受到的靜電力是A受到的靜電力的3倍；
D．庫侖定律的適用條件是：真空和點電荷。
D
課堂訓練
2、有三個完全相同、大小可以忽略的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電-Q，C不帶電，將A、B固定起來，然后讓C球反復與A、B接觸，最后移去C球，試問A、B間的庫侖力變為原來的多少？
解：由于C在A、B間反復接觸，故最終三個球的帶電量必相同。
故
3、 有兩個半徑為r的帶電金屬球中心相距為L(L=4r), 對于它們之間的靜電作用力（設每次各球帶電量絕對值相同）( )
A. 帶同種電荷時大于帶異種電荷時
B. 帶異種電荷時大于帶同種電荷時
C. 帶等量負電荷時大于帶等量正電荷時
D. 大小與帶電性質無關，只取決于電量
Q
Q
L=4r
B
解題
提醒
點電荷：
+Q
+Q
L=4r
+
+
+
+
+
+
+Q
-Q
L=4r
-
-
-
+
+
+
物理模型，即如果滿足相互之間距離遠大于帶電體大小則帶電體便可看做點電荷.
庫侖定律的適用是什么條件？
當堂訓練
4、三個相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和b帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，a、b之間的靜電力為F 。現將c球分別與a、b接觸后拿開，則a、b之間的庫侖力將變為（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
當堂訓練
當堂訓練
C
C
B
+q
A
-q
r
B
A
r
所以：
用絕緣絲線懸掛一質量為m的帶電小球B,放置在電荷量為+Q的小球A附近.如圖所示,A、B兩球在同一水平面上相距S,絲線與豎直方向夾角θ=37o, A、B兩帶電球可看成點電荷。試求
(1)絲線拉力
(2)A、B兩球之間的靜電力
(3) B球所帶電荷的性質
(4) B球的電荷量的大小
+
+
+
+
+
+
A
B
θ

展開更多......

收起↑