静电力库仑定律鲁科

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,*,库仑定律,1、自然界有几种电荷，如何使物体带电？,知识回顾：,2、如何检测物体是否带电？,3、电荷的多少用什么表示？,设问二：那么带电体相互吸引和排斥的力有多大？猜想一下带电体间的作用力与哪些因素有关呢？,同种电荷相斥、异种电荷相吸,研究方法,影响因素,可能为:电荷量，两电荷间的距离，带电体形状、大小，环境，质量等,简单着手研究思想,真空,点电荷,点电荷,带电体有时可,以看做点电荷,物体有时可,以看作质点,就像,带电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略，那么带电体可以看作一个点，称为,点电荷。,理想化模型,电荷间作用力的大小与,距离、电量,的关系,控制变量法,保持电量Q不变,F与距离r有什么关系?,探究:,作用力,F,随距离,r,的,增大,而,减小,，随距离,r,的,减小,而,增大,。,保持距离r不变,F与电量Q有什么关系?,作用力,F,随电量,Q,的,减小,而,减小,，随电量,Q,的,增大,而,增大,。,库 仑 扭 秤 实 验,早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的,法国物理学家库仑,.,库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律.,库仑(Coulomb 17361806):法国物理学家；,1785年,，库仑定律,库仑扭秤实验,1.库仑做实验的装置库仑扭秤.,操作方法:力矩平衡：静电力力矩金属细丝扭转力矩.,思想方法：放大、转化,设计思想：控制变量法控制,四、库仑定律,1、内容：,真空中,两个,静止点电荷,之间的相互作用力,与它们的电荷量的,乘积成正比,与它们的距离的,二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.,2、大小：,电荷间相互作用的力F叫做,静电力,或,库仑力,.,K,:静电力常量,k=9.010,9,Nm,2,/C,2,对,库仑定律,的理解,1、真空,(,空气中可近似成立),适用条件：,2、,静止的,点电荷,两点电荷的连线上,方 向：,（,同,性相,斥,异,性相,吸,）,同种电荷,异种电荷,电荷间相互作用力叫做,静电力,或,库仑力,.,根据 可知，当r 0 时，F？,思考,库仑定律与万有引力定律的比较：,定律,公式,公式适用范围,共同点,不同点,影响大小的因素,库仑,定律,与两个物体质量有关，只有引力。,都与距离的平方成反比。,都有一个常数。,万有,引力,定律,点电荷,质点,与两个物体电量有关，有引力，也有斥力。,Q,1,、Q,2,、r,M、m、r,例1,两个放在绝缘上的相同金属球A、B，相距d，球的半径比d小得多，分别带有电荷3q和q，A球受到的库仑引力大小为F。,（1）B球受到的库仑引力为。,（2）若保持球A、B的电荷量不变，电荷间的距离增大为原来的2倍，电荷间的作用力为。,（3）若保持球A、B间距离不变，电荷量都增大为原来的2倍，电荷间的作用力为。,（4）现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则电荷间的作用力将变为 （引力或斥力）大小为。,F,F/4,4F,斥力,F/3,解：质子与电子之间的库仑力,F,电,为,例2 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力已知电子的质量m,1,=9.1010,-31,kg，质子的质量m,2,=1.6710,-27,kg电子和质子的电荷量都是1.6010,-19,C距离是5.310,-11,m,质子与电子之间的万有引力,F,引,为,电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力,。,研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力.,库仑力与万有引力 的比值为,例3、有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(L=4r),对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）(),A.带同种电荷时大于带异种电荷时,B.带异种电荷时大于带同种电荷时,C.带等量负电荷时大于带等量正电荷时,D.大小与带电性质无关，只取决于电量,Q,Q,L=4r,B,课堂训练,1、关于点电荷的下列说法中正确的是：,A.真正的点电荷是不存在的,B.点电荷是一种理想模型,C.足够小的电荷就是点电荷,D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,A B D,课堂训练,2、两个半径为0.3m的金属球，球心相距10m放置，当他们都带1.510,5,C的正电时，相互作用力大小为F,1,，当它们分别带+1.510,5,C和1.510,5,C的电量时，相互作用力大小为F,2,则（）,AF,1,=F,2,BF,1,F,2,CF,1,F,2,D无法判断,A,小结：,在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，,只用它们的绝对值进行计算，方向另外说明。,课堂训练,3、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）。,AF/2 BF/4,CF/8 D3F/8,C,解析:,4、真空中有三个点电荷,它们固定在边长为50cm 的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是 ,求它们的库仑力大小.,Q,1,Q,2,Q,F,2,F,1,F,对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，,等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和,静电力叠加原理,0.25N,T,F,悬挂小球,m,A,+2q,+q,L,L,课本P14:2.两球完全相同,知m、L、，求q?,mg,T,F,mg,q,A,q,B,m,A,=m,B,平衡时两球位于同一水平面,=?,tan=F/m,A,g,tan=F,/m,B,g,=,摆角由质量m,A,、m,B,决定，与带电量无关。,m,B,当m,A,m,B,时，可得,两球系统重心左移,重力产生逆时针力矩,整体逆时针转动,变小,变大,知识小结,真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上,.,3、适用条件：,4、点电荷：,k=9.010,9,Nm,2,/C,2,2、公式：,1、内容：,真空（空气中近似成立）,点电荷,是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷.,【教后反思】,1.由于静电实验受影响因素较多，不易成功，所以教学中采用动画展示的方法，加快了教学的节奏。,2.该实验是静电学中的经典实验，在教学中设计了很多的思考、讨论等师生交流活动，有益于培养学生的科学素养和探究精神。,谢谢,