12《库仑定律》精品课件(新人教版选修3-1).ppt

新课标高中物理选修新课标高中物理选修3 31 11.2 1.2 库仑定律库仑定律既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间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相互作用力的大小决定于那些因素呢同种电荷相互排斥、同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。异种电荷相互吸引。实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量实验表明，电荷之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的增大而增大，随着距离的增大而减小电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？呢？早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间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相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相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互作用则是两千年后的法国物理学家库仑仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了年得出了库仑定律库仑定律.我有办法！我有办法！库仑在库仑在17361736年年6 6月月1414日生于法国昂古莱姆库仑家日生于法国昂古莱姆库仑家里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著有有电力定律电力定律 、电气与磁性电气与磁性等书。不仅在力学等书。不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献工程方面也作出过重要的贡献库仑定律库仑定律1 1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互、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。在它们的连线上。2 2、电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力、电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.静电力常量：静电力常量：k=9.010k=9.0109 9NmNm2 2/C/C2 24 4、方向：同性相斥、方向：同性相斥,异性相吸异性相吸.3 3、公式、公式库仑研究定律的过程1.提出假设提出假设2.做出假说做出假说3.实验探究实验探究（1）实验构思）实验构思（2）实验方案）实验方案（3）对假说进行进行修正和推广）对假说进行进行修正和推广 定性关系：定性关系：电荷量越大，距离越小，电荷量越大，距离越小，电荷之间的作用力越大电荷之间的作用力越大 定量关系？定量关系？r r一定时，一定时，q q一定时，一定时，提出困难（测提出困难（测F F、q q1 1、q q2 2、r r）1 1、F F太小不易测量太小不易测量 2 2、没有电荷量的概念、没有电荷量的概念q q无法测量无法测量阅读问题阅读问题 1、库仑通过什么方法比较力的大小？、库仑通过什么方法比较力的大小？2、库仑通过什么方法比较电荷量的大、库仑通过什么方法比较电荷量的大 小？小？1.q1.q1 1、q q2 2一定时，探究一定时，探究F F与与r r的关的关系系 2.r2.r一定时，探究一定时，探究F F与的与的q1、q2关系关系 库仑的实验库仑的实验 研究方法：研究方法：结论：结论：F1/rF1/r2 2 结论：即结论：即 F qF q1 1q q2 2 实验方案实验方案思想方法思想方法 1、小量放大思想、小量放大思想 2、电荷均分原理、电荷均分原理控制变量法控制变量法.5 5、适用条件、适用条件（1 1）.真空中（空气中近似成立）真空中（空气中近似成立）（2 2）.点电荷点电荷.b.b.点电荷是一个理想化的模型，实际点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并不存在。生活中并不存在。a.a.内容：当带电体的大小、形状比起相互内容：当带电体的大小、形状比起相互作用的距离小很多时作用的距离小很多时,以至带电体的形状、以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的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，带电体可视为点电影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷荷.课堂训练课堂训练1 1、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A.点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是 不存在的不存在的B.B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C.C.根据根据 可知，当可知，当r 0 r 0 时时,F ,F D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的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究的问题的影响是否可以忽略不计答案：AD 当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是否当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？可以看做是集中在球心位置的点电荷？2 2、如果是两个球形带电导体：、如果是两个球形带电导体：不可以不可以1 1、如果是两个、如果是两个电荷分布均匀电荷分布均匀的带电球体的带电球体可以可以思考题思考题课堂训练课堂训练2 2、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相的金属球，球心相距距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.5101.5105 5 C C的正电时，相互作用力为的正电时，相互作用力为F F1 1 ，当它，当它们分别带们分别带+1.510+1.5105 5 C C和和1.5101.5105 5 C C的电量时，相互作用力为的电量时，相互作用力为F F2 2,则（则（）A AF F1 1=F=F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 答案：B 3 3、已知电子的质量、已知电子的质量m m1 1=9.1010=9.1010-31-31kgkg，质子的质量，质子的质量m m2 2=1.6710=1.6710-27-27kgkg，它们之间的距离为，它们之间的距离为5.3*105.3*10-1111m m（结果保留一位有效数值）（结果保留一位有效数值）F F引引=3.6=3.61010-47-47N N（2 2）异种电荷相互吸引质子）异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少？给电子的的引力为多少？（1 1）它们之间的万有引力？）它们之间的万有引力？（3 3）电子给质子的库仑力？）电子给质子的库仑力？（4 4）电子绕质子运动的向心力由谁提供？）电子绕质子运动的向心力由谁提供？（5 5）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子受到的合力？受到的合力？F F电电=8.2=8.21010-8-8N NF F电电=8.2=8.21010-8-8N NF F合合=14.2=14.21010-8-8N N 从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力.库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们的这种相似性,物理学家还在继续研究.典型例题例3、图1.2-3小小 结结1 1、内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力、内容：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电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的跟它们的距离的二次方成反比二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上.3 3、适用条件：、适用条件：真空（空气中近似成立）真空（空气中近似成立）点电荷点电荷4 4、点电荷：是一种理想模型，带电体的形状、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可以忽略不计时，带电体可视为点电荷.k=9.010k=9.0109 9NmNm2 2/C/C2 22 2、公式：、公式：再见！再见！