物理选修3-1教科版库仑定律Flash动画演示实验.ppt

第2节库仑定律 两电荷之间的相互作用 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用 那么电荷之间相互作用力的大小决定于哪些因素呢 猜想 讨论 探究影响电荷间相互作用力的因素 实验结论 电荷之间的相互作用 随电荷量的增大而增大 随它们之间距离的增大而减小 一实验库仑扭秤 横梁平衡 2 用完全与A B相同的带正电荷的C靠近A 作用力使得银丝有一个扭转角 力越大扭转角度越大 1 改变A C的距离看扭转程度得 2 改变A C的电量看扭转程度得 1 mA mB 二库仑定律 真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比 跟它们之间距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 库仑力或静电力 内容 表达式 k叫静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 注意 1 大小 计算时只将电荷量的绝对值代入 2 方向 在两点电荷的连线上 同种电荷相斥 异种电荷相吸 适用范围 适用范围 真空 静止 点电荷 想一想 1 什么样的情况下 可以将物体看成质点 2 质点实际存在吗 在空气中的结果与真空中相差很小 因此在空气中也可使用此公式 静止 两个静止的电荷 一个静止 另一个运动的情况 忽略带电体的大小和形状 把它看作一个带电的点 点电荷 1 带电体本身的线度远小于它们之间的距离 3 是一种理想化的模型 4 与力学中的 质点 类似 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 带电体在一定条件下的抽象实际是不存在的 简化处理 2 条件 2 带电体本身的大小 对所讨论的问题影响甚小 1 概念 课堂训练 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 A 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 ABD 2 下列说法中正确的是 A 点电荷就是体积很小的电荷B 点电荷就是带电量都很小的带电体C 根据可知 当r0时 F D 静电力常量的数值是由实验得到的 D 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 A F 2B F 4C F 8D 3F 8 C 4 两个半径为0 3m的金属球 球心相距1 0m放置 当他们都带1 5 10 5C的正电时 相互作用力为F1 当它们分别带 1 5 10 5C和 1 5 10 5C的电量时 相互作用力为F2 则 A F1 F2B F1 F2C F1 F2D 无法判断 B 例题 例1 在氢原子中 原子核只有1个质子 核外只有1个电子 它们之间的距离r 5 3 10 11m 求氢原子核与电子之间的库仑力F电及它们之间的万有引力F引 已知质子的质量为1 67 10 27kg 电子的质量为9 1 10 31kg 解 氢原子核与电子之间的库仑力F电为 氢原子核与电子之间的万有引力F引为 小结 微观粒子间的万有引力远小于库仑力 因此在研究微观带电粒子的相互作用时 可以把万有引力忽略 四库仑力的叠加 1 求出每个电荷对所研究电荷的库仑力 2 平行四边形定则求出合力 真空中有三个点电荷 它们固定在边长为50cm的等边三角形三个顶点上 每个点电荷电量都是 2x10 6 求它们各自所受的库仑力 步骤 例题 解 q3共受F1和F2两个力的作用 q1 q2 q3 q 相互间距离都是r 所以 平行四边形定则 方向沿q1与q2连线的垂直平分线 5 两个分别用长是13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体 带有同种等量电荷 可视为点电荷 由于静电斥力 它们之间的距离为10cm 已知每个球形导体的质量是0 6g 求 他们所带的电荷量 F mg T 课堂训练 课外拓展 例 a b两个点电荷 相距40cm 电荷量分别为q1和q2 且q1 9q2 都是正电荷 现引入点电荷c 这时a b c三个电荷都恰好处于平衡状态 试问 点电荷c的性质是什么 电荷量多大 它放在什么地方 三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律 两同夹异 两大夹小 近小远大 六课堂小结 一 库仑定律 1 定律内容 真空中两个静止点电荷之间的作用力 跟它们的电荷量乘积成正比 跟它们的距离平方成反比 作用力的方向沿着它们的连线 2 表达式 两电荷间相互作用力叫库仑力或静电力 静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 3 适用范围 真空中 点电荷 3 静止 一般都是说空气中 理想化模型 类似质点 二 库仑定律的使用 1 库仑力叠加 先求出每个电荷对所研究电荷的库仑力然后平行四边形定则求出合力 2 三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律 两同夹异 两大夹小 近小远大