資源簡介

(共29張PPT)
第九章 靜電場及其應用
庫侖定律
2
1
了解庫侖定律探究過程，體會實驗與類比在定律的建立過程中發揮的重要作用
2
知道點電荷的概念，明確帶電體可以看作點電荷的條件
3
理解庫侖定律的內容、公式及適用條件
重點
4
理解靜電力的概念，會用庫侖定律進行有關計算
重點
難點
一、電荷之間的作用力　庫侖的實驗
電荷之間有相互作用，那么電荷之間相互作用大小有什么規律？
探究方法： 法。
實驗條件 實驗現象 實驗結果
電荷量一定 電荷間的距離 ，偏角越小 電荷之間的作用力隨著距離的____________
電荷間的距離一定 電荷量 ，偏角越大 電荷之間的作用力隨著電荷量的____________
越大
控制變量
增大而減小
越大
增大而增大
深入研究：
定性得到電荷之間作用力大小與什么有關了。
兩個帶電體之間的靜電力與它們的帶電量、距離之間存在怎樣的定量關系呢？
定量研究：
事實上，電荷之間的作用力與萬有引力是否相似的問題早已引起當年一些研究者的注意，英國科學家卡文迪什和普里斯特利等人都確信“平方反比”規律適用于電荷間的力。不過，最終解決這一問題的是法國科學家庫侖。他最先用實驗證明了這一猜測是正確的。
庫侖
卡文迪什
普里斯特利
遇到困難
電荷量無法直接測量
距離不便測量
微小力不易測量
庫侖扭秤實驗
庫侖做實驗的裝置—庫侖扭秤
平分電荷量
放大微小力
等倍改變距離
C
細銀絲
平面鏡
平衡小球B
帶電小球C
帶電小球A
靈感來自于卡文迪什扭秤
庫侖扭秤實驗用到的方法有 和 。
微小量放大法
控制變量法
研究方法：控制變量法
結論：
得出：
庫侖扭秤實驗
二、庫侖定律
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，這個規律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作靜電力或庫侖力。
① q1、q2指的是兩帶電體電荷量的絕對值；
②r指的是兩點電荷間的距離；
③k叫作靜電力常量，與帶電體周圍介質有關。真空中：k＝9.0×109 N·m2/C2 。
+
-
r
q1
q2
F
F
表達式： F＝
庫侖定律
+
-
r
q1
q2
F
F
1.適用條件： ； 。
2.帶電體看成點電荷的條件：帶電體本身的大小 它們之間的距離。
3.點電荷是一個 ，與力學中的質點類似。
在真空中
靜止點電荷
遠小于
理想化模型
庫侖定律
庫侖定律不再適用！
+Q
+Q
r
+
+
+
+
+
+
+Q
-Q
r
-
-
-
+
+
+
+
+
-
+
[思考與討論]
答案　不能，當r→0時電荷不能看成點電荷了。
[提煉·總結]
2.對于不能看作點電荷的帶電體，不能直接應用庫侖定律的公式計算靜電力，但靜電力仍存在。
3.對于兩個半徑較小的、電荷均勻分布的帶電球體，電荷中心與球心重合，兩球上電荷之間的距離等于兩球心之間的距離。
4.對于兩個半徑較大的帶電金屬球，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，兩球上電荷中心的距離并不等于兩球球心間的距離，不能把金屬球看成點電荷進行計算。
(1)兩電荷的電荷量越大，它們間的靜電力就越大。(　　)
(2)只要是體積很小的帶電體就能看作點電荷。(　　)
(3)兩點電荷之間的作用力是相互的，其方向相反，但電荷量大的對電荷量小的電荷作用力大。(　　)
(4)只要是均勻的球形帶電體，不管球的大小如何，都能看作點電荷。
(　　)
×
×
×
×
1.A、B、C三點在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點電荷。當在A處放一電荷量為＋q的點電荷時，B處點電荷所受的靜電力為F；移去A處點電荷，在C處放一電荷量為－2q的點電荷，則B處點電荷所受的靜電力為
√
2.(2024·天津市西青區高二期末)真空中兩個相同的帶等量異種電荷的金屬小球A和B(均可看作點電荷)，分別固定在兩處，兩球之間的靜電力大小為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A、B之間的靜電力大小是
√
1.利用庫侖定律計算庫侖力大小時，不必將表示電性的正、負號代入公式，只代入q1、q2的絕對值即可。
2.利用同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷庫侖力的方向。
3.如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻帶有－Q的電荷，另一電荷量為＋q的點電荷放在球心O上，由于對稱性，點電荷受力為零。現在球殼上挖去半徑為r(r R)的一個小圓孔，則此時置于球心的點電荷所受的靜電力的大小和方向分別是怎樣的？
答案　
三、靜電力計算
1.靜電力具有力的一切性質，靜電力之間可以疊加，也可以與其他力疊加。
2.非點電荷間靜電力的計算；將帶電體看成由很多點電荷組成，利用庫侖定律和靜電力疊加進行求解。
3.當多個帶電體同時存在時，任一帶電體同時受到多個靜電力的作用，可以利用力的平行四邊形定則求合力。
靜電力計算注意點
4.(2023·河南豫西名校高二月考)有三個點電荷A、B、C固定于一個等邊三角形的三個頂點上，已知三角形的邊長為1 cm，B、C所帶電荷量為qB＝qC＝＋1×10－6 C，A所帶電荷量為qA＝－2×10－6 C，靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力F的大小、方向。
FBA
FCA
F
點電荷B、C對點電荷A的靜電力大小相等
如圖所示，A受到大小相等的兩個靜電力，且兩靜電力夾角為60°，合力
方向沿∠BAC的角平分線。
針對訓練　(2024·杭州市東方中學高二期末)在邊長為a的正方形的每一頂點都放置一個電荷量大小為q的點電荷，點電荷的正負如圖所示。如果保持它們的位置不變，則位于A點的點電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力大小是
√
F2
F3
F1
庫侖定律
庫侖的實驗
電荷之間的作用力
靜電力計算
點電荷
庫侖定律
庫侖定律的簡單應用

展開更多......

收起↑