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课件网) 第九章 静电场及其应用 9.2 库仑定律 人教版（2019） 授课人：XXX 高中物理同步备课必修第三册 目录 contents 库仑定律 01 02 点电荷 03 库仑的实验 04 静电力的计算 导入新课 想一想： 1、视频：小孩被静电打飞了 2、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？ 导入新课 如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ （3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ （2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ 想一想 （1）这个力的大小通过什么可以比较出来？用什么实验方法进行研究？ 实验演示 电荷之间的作用力与万有引力是否具有相似的形式呢？是否也满足“平方反比”的规律呢？最终解决这一问题的是法国科学家库仑。 （1）带电体C与小球间的作用力会随距离的减小而增大； （2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力也会增大或减小； 实验现象 库仑定律 01 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。 卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。 定量讨论电荷间的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。 库仑定律内容： 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。 电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。 那么，什么是点电荷呢？ 点电荷 02 如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点，叫作点电荷。 （1）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点，实际上是不存在的。 （2）均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理--电荷集中在球心的点电荷。 (带电体本身的线度远小于它们之间的距离，带电体的大小,形状,电荷分布,对库仑力没有影响) （1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型 ； （2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。 点电荷与元电荷区别 库仑是通过什么样的实验方法找到电荷间作用力的关系的呢？ 库仑的实验 03 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。 B球的作用是使A球 在水平面内平衡 平衡小球B 细银丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 实验装置 01 实验原理 02 ———控制变量法 探究F与r的关系： (1)把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小。 (2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系。 实验方法 03 探究F与q的关系： 改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系 在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？ 实验方法 03 A C Q A 电量均分 A C Q A D 2 Q 条件： 大小、形状、材料等完全相同的小球 结论： 1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝ 电量分配 04 比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2 （1）适用条件： ①真空中 ②静止的 ③点电荷 实验结论 05 库仑定律的表达式 （2）相互作用力的方向 ：在它们的连线上（如图）。 + + q1 q2 r — — F斥 F斥 F斥 F斥 + — F引 F引 （3）注意： ①利用库伦定律表达式计算时只 ... ...
