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1、第一章 静电场,第二节 库伦定律,本节课件设计是在上节课电荷间存在相互作用基础上，利用实验教学，让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，定性定量概括电荷间的作用规律即库仑定律。库仑扭秤实验对检验库仑定律具有重要意义，教学过程中可利用模型或动画等来介绍，并且可联系类比万有引力章节中的卡文迪许扭秤的放大思想，对扭秤装置有更好的理解应用。在教学中同样还应渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型点电荷。,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。 重点
2、：掌握库仑定律。 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算。,http:/ 2.可能与两个电荷间的距离有关。,如何探究影响电荷间相互作用力的因素？,http:/ 力矩平衡（静电力力矩金属细丝扭转力矩）,设计思想：控制变量法,http:/ 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。,2. 大小：,3. 方向：在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥 , 异种电荷相吸。,( k为静电力常量：k = 9.0109 Nm2/C2。计算大小时只将电荷量的绝对值代入),4. 适用条件：真空、静止的点电荷。 (以上两个条件是理想
3、化的，在空气中也近似成立),AD,1. 两个相同的金属小球 ，带电量之比为 17 ，相距为 r ( r 远大于小球半径) ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的( ),CD,2. 在你学过的物理概念中，哪一个概念与“点电荷”类似？,1. 库仑定律中的“点电荷”应该怎样理解？是不是带电体的体积足够小，就可以看成点电荷？,1. 点电荷是理想化的物理模型 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带电体看成点电荷的条件 (1)一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是比较大的带电体，只要它们
4、之间的距离足够大，也可以视为点电荷。 (2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能看成点电荷，还与问题所要求的精度有关。在测量精度要求的范围内，带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷。,1. 从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。 2. 带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况。 3. “静止”的理解：两个静止的电荷，或者一个电荷静止而另一个电荷运动的情况，例如:原子核外电子绕核运动时,核对电子的力同样遵循库仑定律。,例2. 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
5、模型 C. 足够小的电荷就是点电荷 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,B,任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的；任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律，用矢量求和法求合力。注意，此时金属球不能看成点电荷。,库仑定律与万有引力定律的比较,定律,公式,公式适用范围,共同点,不同点,影响大小 的因素,库仑 定律,与两个物体质量有关，只有引力,都与距离的平方成反比 都有一个常数,万有引力定律,点电荷,质点,与两个物体电量有关，有引力，也有斥力,Q1、Q2、r,M、m、r,1. 库仑力和万有引力是两种不同性质的力
6、，受力分析时要分别分析。 2. 库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。,解：质子与电子之间的库仑力 F电为,例3. 已知氢核（质子）的质量是 1.671027 kg，电子的质量是 9.11031 kg 距离为 5.31011 m。试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。,质子与电子之间的万有引力 F引 为,库仑力与万有引力 的比值为,你有什么发现？,1. 对于一般的带电体 , 静电力也比万有引力大得多 , 因此研究两个带电体间的相互作用时也忽略万有引力。但一般带电体受到的重力是它和巨大地球之间的万有引力 , 通常都比较大 , 所以就不能忽略。 2. 基本粒子像电子、质子
7、、原子核等 , 因为其本身质量非常小 , 即使与地球之间的万有引力也很小 , 所以基本粒子受到重力往往也很小 , 所以基本粒子所受重力往往可忽略不计。,当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边形定则求出合力。,多个带电体的库仑力求解,例4. 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 +2106 C , 求它们所受的库仑力。,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,根据平行四边形定则，合力是:,合力
8、的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。,F1,a,b,c,+,-,F2,F3,F4,+,3. 如图所示 , 三个完全相同的金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三个顶点上。a 和 c 带正电 , b 带负电 , a 所带电荷量的大小比 b 的小。已知 c 受到 a 和 b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示 , 它应是 ( ) A. F1 B. F2 C. F3 D. F4,B,例5. 如图所示，三个点电荷 q1、q2、q3 ，固定在一直线上 ，q2 与 q3 之间的距离为 q1 与 q2 之间的 2 倍 ，每个点电荷所受静电力的合力均为零 ，由此可以判定 ，三个点电荷
9、的电荷量之比 q1 ：q2 ：q3 为（ ） A. 9 : 4 : 36 B. 9 : 4 : 36 C. 3 : 2 : 6 D. 3 : 2 : 6,三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律： 两同夹异、两大夹小、近小远大,A,1. 两个可自由移动的点电荷分别放在 A、B 两处 ，如图所示 ，A 处电荷带正电 Q1，B 处电荷带负电 Q2 ，且 Q2 4 Q1，另取一个可以自由移动的点电荷 Q3 ，放在直线 AB 上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ( ) A. Q3 为负电荷，且放于 A 左方 B. Q3 为负电荷，且放于 B 右方 C. Q3 为正电荷，且放于 A 与 B 之间 D. Q3 为正电荷，且放于 B 右方,A,AC,
