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人教版高二物理选修《库仑定律》
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 定于那些因素呢
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
+Q +2q
距离相同,带电 小球偏转角不同 , 可见其受力大小
不同。
使得r不变:科学家们通过实验验证当物体电荷量越大,物体 受到的库仑力就越大。
探究影响电荷间相互作用力的因素
2.F与q有关
结论:保持两球间的距离不变,改变两球的带电量,从实验结 果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比,即 F ∝q1q2
1、内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,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. 2、公式:
k=9.0×109N·m2/C2 3、适用条件:⑴ 真空 ⑵ 点电荷
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<
,两球带异种电荷时,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.
+Q +q
带电量相同,带
电小球偏转角不 同 ,可见其受力大
小不同。
使得q不变:科学家们通过实验验证当物体距离越远,物 体受到的库仑力就越小。
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 扭 秤
库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如 图,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的 一端是一个带电的金属小球A,另一端有一 个不带电的球与A球的重力平衡。当把另一 个带电的小球C插入容器并使它靠近A时, A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝 扭转的角度可以比较力的大小。
1、保持A、C两球的带电量不变,改变A、 C之间的距离r,记录每次悬丝扭转的角度, 便可以找到力F与距离r的关系。
库仑定律
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。
大小:
F
k
q1q2 r2
其中K叫静电力常量:k=9.0×109 N·m2/C2
是由实验测定出来的 适用范围:1.真空中; 2.点电荷.
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
点电荷
点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象,是为了简化某些 问题的讨论而引进的一个理想化的模型。在研究带电体间的相 互作用时,如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小.以 致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力 的影响甚小,这样的带电体就可以看作带电的点,并称它为点 电荷。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。
2、保持A、C两球之间的距离r不变,改变 A、C的带电量q1和q2,记录每次悬丝扭转 的角度,便可以找到力F与q1和q2的关系。
库仑的实验
研究方法:控制变量法.
思想方法
1.F与r有关
1、小量放大思想 2、电荷均分原理
结论:保持两球上的电量不变,改变两球之间的距离r,从实
验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比,即 F∝1/r2
本节要点:
• 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.①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;②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;③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.
典型例题
例2、下列说法中正确的是:
典型例题
例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(如体积小于1)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.
答案:A、B、D.
库仑的实验
高二选修3-1
库仑定律
教学目标
• (一)知识与技能 • 1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表
达,知道静电力常量. • 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算. • 3.知道库仑扭秤的实验原理. • (二)过程与方法 • 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律 • (三)情感态度与价值观 • 培养学生的观察和探索能力 • 重点:掌握库仑定律 • 难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算 • 教具:库仑扭秤(模型或挂图).
4、点电荷:是一种理想模型.当带电体的线度比起相互作 用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.
• 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F=
推出当r→0时,F→∞,从数学角度分