登录 / 注册
首页>人教版高中物理选修3-1>2.库仑定律

免费下载原创《1.2库仑定律》ppt课件(高中人教版物理选修3-1)

以下为幻灯片页面截图,请点击左边“我要下载”按钮免费下载无水印完整文件
免费下载原创《1.2库仑定律》ppt课件(高中人教版物理选修3-1)免费下载原创《1.2库仑定律》ppt课件(高中人教版物理选修3-1)
2、库仑定律
电荷之间存在“同性相斥,异性相吸”,那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢?
观察
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。(控制变量法)
实验探究
探究:影响电荷间相互作用力的因素
任何两个物体之间存在相互作用的引力,它们的大小与什么因素有关?电荷之间的相互作用力是否也有类似的规律?
提出猜想
这种作用力非常小,没有足够精密的测量器具;
不知道怎样测量物体所带的电荷量,甚至连电荷量的单位都没有;
带电体上的电荷的分布不清楚,难以确定相互作用的电荷之间的距离.
定量研究的困难
库仑(C.A.Coulomb,1736~1806) 法国物理学家
平衡小球B
细银丝
带电小球C
带电小球A
库仑扭秤构造
应用物质的弹性形变与外力的正比关系:巧妙利用杠杆平衡、转动平衡方面的知识以及电荷等量分配原理,成功研制出测量微小电力,并具有很高精确度的扭秤。
巧妙的实验设计,小量放大的思想
“点电荷”理想模型的建立
自然的对称性与守恒性中电荷等量分配原理的应用
库仑扭秤的设计
库仑的实验
研究方法:
1、F与r的关系(q不变)
控制变量法
2、F与q的关系(r不变)
综合有:
式中的k是比例系数,叫做静电力常量。通过实验测定其值为:
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。
3.单位:力的单位N,q的单位C,距离的单位m.
4.其中K叫静电力常量:k=9.0×109N·m2/C2.
意义:是两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力为9.0×109N(相当于100万吨物体所受的重力)
5、方向:同性相斥,异性相吸.
库仑定律
库仑力或静电力
5.库伦力是性质力,不是效果力,和重力,弹力摩擦力一样,受力分析时不能漏掉。
6.适用范围:真空、静止点电荷.
点电荷是一种理想化模型.当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,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影响可以忽略时,带电体可视为点电荷 。
7.电荷间的库仑力是一对相互作用力和反作用力
有人根据 得出当r→0时F→∞,对不对?
不正确,这时电荷不能看成点电荷,此公式不再适用。
思考:
课堂训练
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.
ABD
例题1
例题2
已知氢核(质子)的质量是1.67×10-27kg,电子的质量是9.1×10-31kg,在氢原子内他们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。
可见,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。
两个半径均为R的带电球所带电荷量分别为Q1和Q2,当球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
D
例题3
库仑定律与万有引力定律的对比
F=kq1q2/r2
F=Gm1m2/r2
库仑定律反映了微观带电粒子相互作用规律,万有引力定律反映了宏观物体相互作用规律。
它们均分别有常量K和G,分别跟电量乘积和质量乘积成正比,跟距离平方成反比。
体现自然规律的多样性和统一性
相似处
不同点
例题4
真空中有三点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6 C,求它们各自所受的库仑力。
两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力,等于各个点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。(遵循平行四边行定则)
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/2 B.F/4
C.F/8 D.3F/8
C
例题5
小 结
1、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:⑴ 真空(空气中近似成立)
⑵ 点电荷
4、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.
k=9.0×109N·m2/C2
2、公式:
第二课时
1.如图所示,可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为(  )
A.2   B.3  C.4  D.5
AC
2. 如图所示,abcde是半径为r的圆的内接正五边形,在顶点a、b、c、d处各固定有电荷量为+Q的点电荷,在e处固定有电荷量为-3Q的点电荷,则圆心O处有一点电荷-q,求受到的电场力大小和方向。
例3
三个自由电荷只受库仑力的平衡问题
1.三点电荷平衡问题
如图所示,在一条直线上的三点A、B、C,自由放置点电荷QA、QB、QC,每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是:
(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹-异).
(2)QA>QB,QC>QB(两大夹-小).
(3)若QC>QA则QB靠近QA(近小远大).
4.把质量2g的带负电小球A,用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为Q=4.0×10-6C的带电球B靠近A,
当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成α=45°角。试求:
(1)B球受到的库仑力多大?
(2)A球带电荷量是多少?
5.如图所示,两个质量分别为m1和m2的小球各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带电量+q1和+q2时,两丝线张开一定的角度,下列哪些情况是可能的(  )
A.若m1=m2,则α1=α2
B.若m1>m2,则α1>α2
C.若m1α2
D.若m1=m2,且q1>q2,则
α1>α2
AC
6.如图所示,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状态,地面受到的压力为N,球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后,在球b上升过程中地面受到的压力(  )
A.大于N+F B.等于N
C.等于N+F D.小于N
A
7.光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图所示。 求两球之间的距离。