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(共20張PPT)
第九章 靜電場及其應用
第2節 庫侖定律
新知導入
【提出問題】 用毛皮摩擦橡膠棒，靠近易拉罐，會發生什么現象？電荷之間相互作用力的大小與什么因素有關呢？
新知講解
一、定性實驗探究
如圖，帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3等位置。
【視頻】探究實驗。
【提出問題】
問題1.帶電體C與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？
【答案】隨著距離增大而減小。
問題2.在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？
【答案】作用力會隨著電荷量增大而增大，或是電荷量減小而減小。
問題3.電荷之間作用力的大小與哪些因素有關？
【答案】與帶電體的電荷量及電荷間的距離有關。
新知講解
二、定量實驗探究
問題1.本實驗用到的探究方法是？
【答案】控制變量法。
問題2.在庫侖那個年代，還不知道怎樣測量物體所帶電荷量，甚至連電荷量的單位都沒有。那么怎樣改變小球所帶電荷量？
【答案】利用完全相同導體接觸后均分電量來改變電荷量。
問題3.如果兩個擺球形狀完全相同，電荷量可能如何分配？
【答案】平均分配電荷量。
新知講解
【視頻展示】探究電荷間的庫侖力與小球之間距離及小球所帶電荷量之間的關系。
新知講解
三、庫侖定律的理解
【提出問題】
問題1.庫侖定律的表達式？庫侖定律的適用條件？
【答案】 ；真空中的點電荷。
問題2.比例系數k的數值及單位？
【答案】k=9.0×109N·m2/C2
問題3.靜電力的方向如何判斷？在使用庫侖定律進行計算時，電荷量是否需要帶入正負號？
【答案】沿著兩電荷連線，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；不需要。
新知講解
典例探究
【例題1】 在氫原子內，氫原子核與電子之間的最短距離為5.3×10-11 m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。
例題分析 根據題目中給出的數據直接計算靜電力和萬有引力再進行比較。
例題解答
根據庫侖定律，它們之間的靜電力
根據萬有引力定律，它們之間的萬有引力
新知講解
則
故氫原子核與電子之間的靜電力是萬有引力的2.3×1039倍。
典例探究
【變式訓練1】某同學發現萬有引力和庫侖力的表達形式高度相似，于是他做了以下思考，其中正確的是（　　）
A．這兩種力都是吸引力
B．牛頓發現了萬有引力定律，卡文迪許精確地測出了引力常量
C．庫侖發現了庫侖定律，并精確地測出了元電荷的數值
D．根據公式 可知，當兩帶電物體的距離趨近于r時，庫侖力和萬有引力都將趨向無窮大
答案 B
【例題2】真空中有三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是2.0×10-6 C，求它們各自所受的靜電力。
例題分析 先根據庫侖定律求解任意兩個點電荷之間的庫侖力，然后根據平行四邊形定則求解它們各自所受的庫侖力的合力。
例題解答 三個點電荷帶電荷量均為q，每兩個點電荷之間的距離r都相同，所以
根據平行四邊形定則可得
點電荷q3所受的合力F的方向沿q1 與 q2 連線的垂直平分線向外。
典例探究
拓展問題 1：如果保證q1、 q2不動，在q1、 q2連線的中垂線上移動q3并遠離q1、 q2 ，則 q3受力大小如何變化？在什么條件下可以將q1、 q2 看成一個電荷量為（q1+q2）的點電荷？
【答案】變小；當q3距離q1、 q2連線無窮遠時可以將q1、 q2 看成一個電荷量為（q1+q2）的點電荷
典例探究
【變式訓練2】 如圖所示，A、B、C是光滑絕緣水平桌面上位于同一圓周且等間距的三點，現在這三點分別放置完全相同的帶電量為-q的金屬小球，同時在圓心O處放置一個帶電量為+Q的小球，已知所有小球均可看作點電荷且均處于靜止狀態，則Q與q的比值為（　　）
A． B． C． D．3
答案 B
典例探究
課堂練習
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，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．帶電荷量分別為 Q和Q的點電荷A、B相互作用時，A受到的靜電力是B受到的靜電力的3倍
D．庫侖定律的適用條件是：在真空中靜止的點電荷
答案 D
2．如圖所示，用絕緣細線懸掛的兩個帶電小球A、B（可視為點電荷）處于靜止狀態，電荷量分別為、，間距為L。則B對A的庫侖力為（　　）
A．，方向由A指向B B．，方向由B指向A
C．，方向由B指向A D．，方向由A指向B
答案A
課堂練習
3．如圖所示，真空中兩個半徑為a的金屬球固定在絕緣支架上，兩球心之間的距離r=4a，將它們分別帶上電荷量為q的異種電荷，靜電力常量為k。則關于兩球之間庫侖力大小的說法，正確的是（　　）
A．等于 B．等于
C．大于 D．介于和之間
答案 D
課堂練習
4．在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關的實驗中，一同學猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關。他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點，如圖所示。實驗時，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大；再保持兩球距離不變，改變小球所帶的電荷量，觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大。實驗表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的減小而增大，隨其所帶電荷量的增大而增大。
（1）此同學在探究中應用的科學方法是 （選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”）。
（2）若A、B帶電荷量分別為+Q和﹣3Q，開始相距為r時，它們間庫侖力的大小為F，將兩小球相互接觸后將其距離變為，則兩球間庫侖力的大小為 。
答案 控制變量法，
課堂練習
5．甲、乙兩個帶有同種電荷的小球，套在固定的光滑絕緣的圓弧桿上，處于平衡狀態，已知甲離最低點較近些，如圖所示，則下列說法中正確的是（　　）
A．甲球帶電量一定大于乙球帶電量
B．甲球的荷質比一定大于乙球的荷質比
C．甲球質量一定大于乙球質量
D．甲球質量一定小于乙球質量
答案 C
課堂練習
課堂小結
一、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。
二、庫侖定律公式：
謝謝大家

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