静电场库仑定律分析教案课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,静电场库仑定律分析,第1页/共30页,基础,A.,静电现象 元电荷,一、人类对于静电现象的研究,公元前,6,、,7,世纪发现摩擦生电现象,1600,年英国吉尔伯特发表,论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体,中记载了电学方面的研究，区分了琥珀吸引和磁铁吸引的区别。,1660,年德国马德堡市长格里克发明摩擦起电机。,1732,年法国科学家杜菲发现电有两种。,1745,年德国克莱斯特发明了可以储存静电的莱顿瓶。,1752,年富兰克林进行“费城实验”将电引到莱顿瓶中证明雷电与摩擦起电电荷性质相同。,静止电荷产生的现象叫做静电现象,第2页/共30页,二、摩擦起电,1.,概念：用摩擦的方法使物体带电的过程叫做摩擦起电。,2.,起电的原因：,P28,自主活动、大家谈,物质由分子原子组成，原子由带正电的原子核和核外电子组成，核外电子绕核作圆周运动，原子核的正电荷和核外电子的负电荷电量相等、电性相反，原子不显电性。,摩擦时物体得到一些电子或失去一些电子，得到电子带负电，失去电子带正电，摩擦起电并没有创造电荷。,不同物质原子原子核束缚电子的能力不同，较强容易的到电子，较弱容易失去电子。,P28,点击,第3页/共30页,3.,使得物体起电的其它方法,摩擦起电,4.,产生静电的常用设备,感应起电机,超高压电源,范德格拉夫起电机,接触起电,感应起电,看录像,第4页/共30页,三、电荷量和元电荷,1.,电荷量：物体所带电荷的多少，简称电量,符号：,Q,、,q,单位：库（,C,）,1C=10,6,C,2.,元电荷：也叫基元电荷、是一种电量的单位。,e=1.6,10,-19,C,1C=6.25,10,18,e,电子和质子的电量为元电荷,P31,历史回眸,密立根油滴实验,第5页/共30页,3.,电荷守恒定律,内容：电荷既不会被创造也不会被消灭，它只会从一个物体转移到另一个物体或从物体的一个部分转移到另一部分，而电荷的总量不会发生变化。,练习,1,：甲物体原来带有,0.06C,的负电荷，与不带电的乙物体相互摩擦后使乙物体带上,0.01C,的正电荷，这时甲物体带何种电荷？带多少电荷？,练习,2,：甲乙两个完全相同的金属球各自带电,1C,和,-7C,，让它们充分接触后各自带多少电，整个过程中有多少电子发生了转移？,解：先电中和，因为两小球相同再平均分配电量，因此甲乙各自带电,-3C,。有,2.510,19,个电子从乙转移到了甲。,解：,0.07C,的负电。,第6页/共30页,四、静电的测量,1.,验电器,结构,:,原理：接触带电，同性相斥,特点：能检测是否带电，但不知电性，也不能检测带电体所带电量。,2.,电荷量表,3.,静电电压表,第7页/共30页,雷电的成因,第8页/共30页,第9页/共30页,1.,积雨云的形成,第10页/共30页,2.,各种起电效应使正负电荷分布在云的不同位置,第11页/共30页,发生放电现象,电荷越积越多,把空气击穿,打开狭窄的通道强行放电,电流很强，使空气温度瞬间达到,600020000,高温空气膨胀，产生强烈的冲击波,形成雷声,发出耀眼强光,形成闪电,类似于电容器的原理,I=Q/t,Q,很大,t,很小,I,很大,第12页/共30页,雷电对环境的影响,第13页/共30页,雷电破坏房屋、通讯设施、电子设备，造成森林大火，严重危害人民生命财产安全。,第14页/共30页,雷电能杀菌消毒、净化空气。,3O,2,闪电,2O,3,第15页/共30页,2O,2,+N,2,闪电,2N0,2,N0,2,被雨水溶解,落地后变成天然氮肥，促进植物生长,雷电促进植物生长,第16页/共30页,第17页/共30页,基础,B.,电荷的相互作用 电场,拓展,A.,真空中的库仑定律,第18页/共30页,一、电荷间的相互作用,1.,特点,同性相斥、异性相吸,2.,大小,实验设计：,猜想：,静电力的大小可能与哪些因素有关？,实验需要测哪些量，怎么测？,问题：带电体为什么能够吸引不带电的轻小物体？,第19页/共30页,G,F,T,G,F,T,R,F,=,G,tan,，,F,结论：电荷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。,第20页/共30页,二、真空中的库仑定律,1.,点电荷（理想化的物理模型）,当带电体的形状、大小和电荷分布对电荷间的相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看成带有电荷的点，这样的带电体叫做点电荷。,练习：,、关于点电荷，下列说法中正确的是,（）,A,、体积很小的带电体一定能看作点电荷。,B,、体积很大的带电体一定不能看作点电荷。,C,、点电荷忽略了带电体的大小和电量，只考虑带电体的质量。,D,、当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看作点电荷。,D,第21页/共30页,2.,库仑扭秤实验,实验中研究哪两个小球间的作用力？,小球,B,的作用是什么？,实验中采用了什么科学思想方法？,实验中电量,Q,是如何改变的？,实验中作用力,F,是如何测定的？,实验得到了什么结论？,Q,1,、,Q,2,一定时,F,1/,r,2,r,一定时,F,Q,1,.,Q,2,第22页/共30页,3.,真空中的库仑定律,真空,中两个,静止,点电荷之间的相互作用力的大小，跟它们的电荷量的,乘积,成正比跟它们之间的距离的,平方,成反比；力的方向在它们的连线上。这条规律就叫做真空中的库仑定律。,4.,表达式,适用对象：真空中的点电荷，空气中近似适用。,k,-,静电力常量，,k,=910,9,N.m,2,/C,2,F,库仑力、静电力，方向沿两电荷的连线。,r,点电荷间的距离、对电荷分布均匀的球体为球心之间的距离。,第23页/共30页,思考,:,由库仑定律,F,=,kQ,1,Q,2,/,r,2,可知，当两电荷之间的距离,r,接近于,0,时，两个电荷之间的作用力将为无穷大，以上说法是否正确？,类比是重要的科学方法。类比就是根据两个不同对象的部分特性相似而推出其他性质也可能相似的一种推理方法。,在库仑之前，就有很多科学家将库仑力与万有引力进行类比，猜想库仑力也与距离平方成反比。库仑用扭秤进行实验，通过和万有引力的类比，较快得出了平方反比关系。如果事先没有这样的类比，仅靠实验数据的积累，库仑定律的发现可能要推迟好多年。,第24页/共30页,5.,库仑力和万有引力的比较,同：,都是平方反比律,异：,既有引力又有斥力,只有引力,1,、,Q,2,m,1,、,m,2,k,=910,9,N.m,2,/C,2,G,=6.6710,-11,N.m,2,/Kg,2,适用于真空中的点电荷,适用于质点,r,点电荷或电荷分布均匀带电球体球心间的距离。,r,质点或质量分布均匀球体球心间的距离。,结论：规律有许多相似之处，库仑力要比万有引力复杂。,第25页/共30页,类比是重要的科学方法。类比就是根据两个不同对象的部分特性相似而推出其他性质也可能相似的一种推理方法。类比在科学发展中发挥了巨大的作用，开普勒把类比称为自己,“,最好的老师,”,。,第26页/共30页,例,1,：已知：电子的质量,m,1,=9.110,-31,kg,，质子的质量,m,2,=1.6710,-27,kg,，电子和质子的电荷量的绝对值都是,1.6010,-19,C,。求电子和质子间的库仑力和万有引力的大小之比。,解答：设电子和质子之间的库仑力为,F,1,，万有引力为,F,2,，,距离为,r,，由库仑定律和万有引力定律有,说明：由计算可知，当距离相同时，电子与质子之间的库仑力要比它们之间的万有引力大得多，因此在研究微观粒子间的相互作用时，完全可以忽略万有引力。,第27页/共30页,三、电场和电场力,1.,人们对场的认识过程,弹力、摩擦力,(,施力物体与受力物体直接接触,),重力、库仑力和磁力,(,施力物体与受力物体不直接接触,),物质传递作用力,场传递作用力,场是一种物质,力是物体对物体的作用,场是什么？,2.,物质的分类,实物：由分子原子等微观粒子组成。,场：看不见、摸不着但客观存在可以探测得到的一种特殊的物质。如：重力场、电场和磁场。,第28页/共30页,3.,场的性质,对放入其中的实物施加力的作用。,与实物一样具有能量、质量和动量等表征物质特征的量。,在一定条件下，场和实物可以相互转化。,第29页/共30页,感谢您的观看！,第30页/共30页,