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课件网) 第一章 静电场 2.库仑定律 教学目标 1.会探究影响点电荷之间相互作用力的因素 2.理解库仑定律的含义及其公式表达 3.会用库仑定律的公式进行有关的计算 4.知道库仑扭秤的实验原理 甲 乙 丙 电荷间的相互作用力遵从什么规律呢？受牛顿力学取得巨大成就的启迪，物理学家们开始认真思考和探究电荷间的相互作用力的问题。 新课引入 一、探究影响点电荷之间相互作用力的因素 带电体之间的相互作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小 小窗口播放 实验探究表明： 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。 1、实验装置：库仑扭秤 2、器材组成：细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B 使A球在水平面内平衡 想一想：B球的作用是什么呢？ 3、实验方法：控制变量法 4、实验步骤： 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. 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. 2、当两电荷之间距离不变时,F与 、 的乘积成正比 F∝ A C Q A A C 2 Q A D 2 Q 电量均分条件：完全相同的小球 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？ 1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝1/r2 实验结论： 综合结论: 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.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。 2.适用条件： 电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。 真空中静止的点电荷 二、库仑定律 点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。（点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型） 库仑定律的表达式 式中的k是比例系数，叫做静电常量。 计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。 方向： 在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 事实表明：两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变. 三、库仑定律的初步应用 因此：两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 q0所受到的力为Q1对q0的作用力F1和Q2对q0的作用力F2的矢量和 讨论交流： 在研究两个电荷均匀分布的带电介质球体的相互作用时，如果二者间距离不满足远大于球直径的条件，这两个球形带电体能否看作点电荷？ 可看作电荷集中于球心的点电荷 不可看作电荷集中于球心的点电荷 典例分析 例1 已知氢核(质子)的质量是 ， 电子的质量是 ，在氢原子内它们之间的最短距为 。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。 解：氢核与电子所带的电荷量都是 F库= F引= 微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。 例2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 2×10-6 C,求：q3所受的库仑力。 q2 q1 q3 解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r 都相同,所以 典例分析 例2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 2×10-6 C,求：q3所受的库仑力。 q2 q1 q3 典例分析 q1 q2 q3 F2 F1 F 30° 根据平行四边形定则，合力是: 例3 真空中两个 ... ...
