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(共27張PPT)
第九章 靜電場及其應用
第二節 庫侖定律
目 錄/
1.
學習目標
2.
情景導入
3.
新課講解
4.
小試牛刀
5.
課堂小結
PART 01
學習目標
學習目標
1.理解并熟記庫侖定律的內容，知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量
2.會用庫侖定律的公式進行有關的計算
3.知道庫倫扭秤的實驗原理
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 02
情境導入
【思考】懸繩為什么發生了偏轉？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
【思考】當棉球的位置發生變化時，懸繩的偏轉角度也發生了變化，為什么？
【提示】受到起電機金屬球的排斥力/引力
【提示】棉球與金屬球靠的越近，懸繩的偏轉角度也就越大
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
－
同種電荷相互排斥
異種電荷相互吸引
＋
＋
－
－
＋
【思考】電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間的距離大小存在著怎樣的關系呢？
PART 03
新課講解
實驗器材
探究電荷間的相互作用力
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
均勻帶正電（或負電）的球體
固定球體的托盤
帶橫桿的穩定平臺
均勻帶正電（或負電）金屬球
細線
均勻帶電的球體，由于球所具有的對稱性，即時它們之間的距離不是很大，一般也可以當作點電荷來處理——電荷集中在球心的點電荷
點電荷是一種理想化模型，類似于力學中的指點，實際上是不存在的
①實驗方法
探究電荷間的相互作用力
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
②求點電荷之間的相互作用力
③通過模擬實驗的出什么結論？
控制變量法
F = mgtanα
電荷之間的作用力：
隨距離的增大而減小
隨電荷量的增大而增大
+
F
+
F
+
+
F
+
F
+
Q
↓
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
電荷之間的作用力會不會與萬有引力具有相似的形式呢？
萬有引力公式：
也就是說，電荷之間的相互作用力，會不會與它們電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比？
庫倫
卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比”規律適用于電荷間的力。定量討論電荷間的相互作用則是兩干年后的法國物理學家庫侖。他設計了一個十分精妙的實驗(扭秤實驗)，對電荷之間的作用力開展研究。庫侖做了大量實驗，于1785年得出了庫侖定律。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
1.庫侖定律的內容
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。電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。
知識點梳理
3.靜電力常量：國際單位制中，k = 9.0×109 N·m2/C2，數值從實驗中確定
4.適用條件：①真空中；②靜止點電荷
2.表達式
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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5.點電荷
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。電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。
知識點梳理
易錯警示
r→0時的庫侖力
兩個帶電球體間的距離r→0時，這兩個帶電球體不能再視為點電荷，也就不再遵從庫侖定律，它們之間的庫侖力也就不能認為趨于無限大
庫侖實驗
法國物理學家庫侖利用扭秤研究出了電荷間相互作用力的大小跟電量和距離的關系。
(1)B球的作用是什么呢？
提示：使A球在水平面內平衡
(2)如何觀測庫侖力的大小？
提示：A和C之間的作用力使懸絲扭轉，扭轉的角度和力的大小有一定的對應關系。
庫倫扭秤
學習目標
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新課講解
小試牛刀
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2.實驗方法和實驗步驟主要有哪些？
(1)實驗方法：控制變量法。
(2)實驗步驟：改變A和C之間的距離，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出力F與距離r的關系；改變A和C的帶電荷量，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關系。
學習目標
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新課講解
小試牛刀
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3.觀看實驗視頻，總結實驗結論
(1)力F與距離r的二次方成反比。
(2)力F與q1和q2的乘積成正比。
(3)力F與q1和q2的關系：
學習目標
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靜電力計算
①兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷對這個點電荷的作用力的矢量和
②任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。
所以，如果知道帶電體上的電荷 分布，根據庫倫定律和平 行四邊形定則就可以求出 帶電體間的靜電力的大小 和方向
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小試牛刀
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____
____
根據電荷分布找出等效電荷中心
+
+
-
q
Q1
Q2
F2
F1
F
PART 04
小試牛刀
學習目標
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小試牛刀
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1.（多選）關于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是( )
A.當真空中的兩個電荷間的距離時，它們之間的靜電力
B.當真空中的兩個電荷間的距離時，它們之間的靜電力
C.兩個帶電體間的靜電力跟它們距離的二次方成反比，這是實驗規律，普遍成立
D.當兩個點電荷之間的距離時，電荷不能看成是點電荷，庫侖定律的公式就不適用了
AD
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答案：AD
解析：A.真空中的兩個電荷間的距離 r→∞ 時，它們之間的靜電力趨近零，A正確;
BD.當兩點電荷之間的距離趨近于零時庫侖定律不再適用，B錯誤，D正確;
C.庫侖定律適用于點電荷，C錯誤;
學習目標
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小試牛刀
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2.如圖所示，用等長的兩根輕質絕緣細線，把兩個帶異種電荷的小球a、b懸掛起來，已知ma=2mb，|qa|=|qb|，此時細線都處于豎直方向拉緊狀態。如果該區間加一水平向右的勻強電場，且繩始終拉緊。最后達到的平衡狀態可以表示為圖中的( )
A. B. C. D.
D
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情境導入
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小試牛刀
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答案：D
解析：對兩小球組成的整體分析，因兩小球所帶的電荷量大小相等，則在水平方向電場力的合力等于零，最上面的細線水平方向沒有分力，細線應為豎直方向；設b小球質量為m，帶電量大小為q，對小球b受力分析，由平衡條件可有如圖所示，
可知繩子的拉力方向斜向右上方。
學習目標
情境導入
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小試牛刀
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3.如圖，質量為M、半徑為R的圓環狀光滑絕緣細桿用三根交于O點的等長細線懸掛于水平面內，每根細線與豎直方向均成30°角；桿上套有三個可視為質點的帶正電小球，每個小球的質量均為m、電荷量均為q；小球間的間距相等，球和桿均靜止。重力加速度大小為g、靜電力常量為k。則( )
D
A.每根細線對桿的拉力大小為
B.每根細線對桿的拉力大小為
C.每個小球受到的庫侖力大小為
D.每個小球對桿的彈力大小為
學習目標
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小試牛刀
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答案：D
解析：AB.對桿和小球整體，豎直方向有
解得細線對桿的拉力大小為
故AB錯誤；
C.根據題意可得，兩個小球間的距離為
所以每個小球受到的庫侖力大小為
故C錯誤；
D.每個小球對桿的彈力大小為
故D正確。
PART 05
課堂小結
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情境導入
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庫侖定律
（1）數字表達式：
（2）適用條件：真空中的點電荷.
點電荷是一個理想化的模型，是一種科學的抽象.
作用力的方向在它們的連線上
帶電體形狀、大小及電荷分布情況對相互作用的影響可忽略不計
_______
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