物理：1.2《库仑定律》基础知识讲解课件（新人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第二节库仑定律 学习目标 1 明确点电荷是个理想模型 知道带电体简化为点电荷的条件 感悟理想模型 2 理解库仑定律的内容及公式 知道库仑定律的适用条件 3 运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题 4 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性和统一性 重点难点 库仑定律的内容及公式的理解和灵活应用 易错问题 库仑定律仅适用于真空中两个点电荷间静电力的计算 对于不能看作点电荷的带电体 不能直接应用库仑定律计算静电力 一 演示实验探究实验表明 电荷之间的作用力随的增大而增大 随的增大而减小 说明 该实验采用了控制变量法探究力与电量 距离之间的关系 电荷量 距离 二 库仑定律1 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的成正比 与它们的距离的成反比 作用力的方向在它们的上 2 电荷之间的相互作用力叫做静电力或 乘积 二次方 连线 库仑力 3 当带电体间的距离比它们自身的大小大的多 以至于带电体的 及对它们之间相互作用力的影响可以忽略时 这样的带电体就可以看作带电的点 叫做 类似于力学中的 也是一种理想化的物理模型 形状 大小 电荷分布状况 点电荷 质点 三 库仑的实验1 库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的比较静电力F大小的 实验结果发现静电力F与距离r的成反比 2 库仑在实验中为研究F与q的关系 采用的是两个的金属带电小球互相接触后 它们的电量的方法来改变电量的 实验发现F与q1和q2的成正比 角度 二次方 均分 相同 乘积 3 库仑定律的公式 式中k叫做 数值是k 库仑定律的公式和万有引力公式相似 但库仑力比万有引力要强的多 静电力常量 9 0 109 N m2 C2 一 对点电荷概念的理解1 点电荷是只有电荷量 没有大小 形状的理想化模型 类似于力学中的质点 实际中并不存在 2 当带电体之间的距离远远大于自身的大小时 带电体的形状 大小及电荷分布情况对相互作用力的影响可以忽略不计 就可以把这个带电体看作一个带电的几何点 即看成点电荷 相当于力学中的质点 举例说明 1 均匀带电球体 半径为R 若电荷分布不变 研究r R的任何点的电场分布时 带电体可看成点电荷 与电荷量集中在球心的点等效 若电荷分布是可改变的 在附近放另一个电荷时 其表面电荷量的分布发生改变 就不能看作点电荷 若研究的位置离得很远 r R 就可以把球看作点电荷 2 对于板状带电体或杆状带电体 在研究它和位于附近的其他带电体间的相互作用时 均不能看作点电荷 只有当研究的位置到带电体的距离远远大于带电体的线度时 才能当作点电荷处理 不能将点电荷和元电荷相混淆 二 库仑定律的正确理解和应用1 库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力 空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算 1 有人根据F 推出当r 0时 F 从数学角度分析似乎正确 但从物理意义上分析 这种看法是错误的 因为当r 0时 两带电体已不能看作点电荷 库仑定律及其公式也就不再适用 不能成立了 2 两个导体球 球心之间的距离为r 由于电荷间力的作用 电荷在导体球上的分布如图1 2 1所示 两球带同种电荷时F 图1 2 1 2 应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正 负号代入公式中 只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小 力的方向根据同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引的原则另行判断 3 各物理量要统一用国际单位 只有采用国际单位时 k的值才是9 0 109N m2 C2 4 库仑力具有力的一切性质 可以与其他力合成 分解 可以与其他力平衡 可以产生加速度 遵从牛顿第三定律 两点电荷间的库仑力是一对相互作用力 大小相等 方向相反 三 库仑定律与万有引力定律的比较 通过对比我们发现 大自然尽管是多种多样的 但也有规律可循 具有统一的一面 规律的表达那么简捷 揭示了自然界中深奥的道理 这就是自然界的和谐之美 简约之美 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全