库仑定律上课用效果好

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1、新课标高中物理选修新课标高中物理选修3 31 1第一章第一章 静电场静电场2 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相互作用力的大小决定于那些因素呢决定于那些因素呢?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。实验距离和电量定性关系：定性关系： 电荷量越大，距离越小，电荷之间的作用力越大电荷量越大，距离越小，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

2、不易测量2 2、没有电荷量的概念、没有电荷量的概念q q无法测量无法测量我有办法！我有办法！库仑在库仑在17361736年生于法国在青少年时期，他就受到年生于法国在青少年时期，他就受到了良好的教育。著有电力定律了良好的教育。著有电力定律 、电气与磁性、电气与磁性等书。不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献，做为等书。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，他在工程方面也作出过重要的贡献一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献阅读课文第阅读课文第6页回答：页回答：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小？、库仑通过什么方

3、法比较电荷量的大小？库仑扭秤实验库仑扭秤实验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 研究方法：研究方法：结论：结论：F1/rF1/r2 2结论：即结论：即 F q F q1 1q q2 2实验方案实验方案巧妙之处？巧妙之处？控制变量法控制变量法. .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

4、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、电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力. . 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.当带电体的线度比起

5、相互作用的距离小当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时很多时, ,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷. .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

6、以忽略不计究的问题的影响是否可以忽略不计 思考：两球形带电思考：两球形带电导体导体可否等效为电荷集中可否等效为电荷集中在球心的点电荷？在球心的点电荷？计算证明：两个计算证明：两个电荷均匀分布电荷均匀分布的带电球体可以的带电球体可以等效为电荷集中在球心的点电荷。等效为电荷集中在球心的点电荷。l注意：注意：靠近的两球形带电导体不可等效为电荷集中靠近的两球形带电导体不可等效为电荷集中在球心的点电荷在球心的点电荷两球心间距离两球心间距离4r+Q+QL4r+Q-QL4r-+课堂训练课堂训练例：两个半径为例：两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相距的金属球，球心相距1.0m1.0m放置，当他们都带放置

7、，当他们都带1.5101.5105 5 C C的正的正电时，相互作用力为电时，相互作用力为F F1 1 ，当它们分别带，当它们分别带+1.510+1.5105 5 C C和和1.5101.5105 5 C C的电量时，的电量时，相互作用力为相互作用力为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 l 有有两两个个半半径径为为r r的的带带电电金金属属球球中中心心相相距距为为L(L=3r), L(L=3r), 对对于于它它们们之之间间的的静静电电作作用用力力（设设选项中各球

8、带电量绝对值相同）选项中各球带电量绝对值相同）( )( ) A. A. 带同种电荷时大于带异种电荷时带同种电荷时大于带异种电荷时 B. B. 带异种电荷时大于带同种电荷时带异种电荷时大于带同种电荷时 C. C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D. D. 大小与带电性质无关，只取决于电量大小与带电性质无关，只取决于电量QQL=3r针对练习：针对练习： 例2:真空中有三个点电荷,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 X 10-6C,求它们所受的库仑力.F1F2F3q1q2q3+F1abc+-F2F3F4+ 如图所示如图所示,三个完全

9、相同斩金属小球三个完全相同斩金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上位于等边三角形的三个顶点上.a和和c带正电带正电,b带负电带负电,a所带电荷量的大小比所带电荷量的大小比b的小的小.已知已知c受受到到a和和b的静电力的合力可用图中四条有向线段的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示中的一条来表示,它应是它应是( )A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 B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

10、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：l例例3：三个相同的金属小球三个相同的金属小球A A、B B、C C，原来，原来A A、B B带电量相等，相互间的吸引力为带电量相等，相互间

11、的吸引力为F F，用，用第三个不带电的小球，依次接触两个带电第三个不带电的小球，依次接触两个带电小球后再移走，则现在小球后再移走，则现在A A、B B小球间的库仑小球间的库仑力为（力为（ ） 例例4:两两个个带带同同种种电电荷荷的的相相同同金金属属小小球球( (两两球球距距离离远远大大于于小小球球的的直直径径）所所带带电电量量分分别别为为Q Q1 1，Q Q2 2，现现让让它它们们接接触触后后再再放放回回原原处处，那那么么 它它 们们 的的 相相 互互 作作 用用 与与 原原 来来 相相 比比 （ ） A. A. 可能变大可能变大 B. B. 可能变小可能变小 C. C. 可能不变可能不变 D

12、. D. 以上三种都可能以上三种都可能Q1Q2A、C两电荷相互作用力两电荷相互作用力F F1 = 1 = 1 = 1 = F F2 2 2 2 与其电荷大小无关与其电荷大小无关! !F1 1m1 1gT T1 11 1F2 2T T2 2m2 2g2 21 12 2m2m1库仑定律习题课库仑定律习题课l例例5 5两绝缘细线分别系着两绝缘细线分别系着a a、b b两个小球，并两个小球，并悬挂在点，当两个小球静止时，它们处于同悬挂在点，当两个小球静止时，它们处于同一水平面上，此时一水平面上，此时 ，则，则: :l（1 1）则两个小球哪个质量大？）则两个小球哪个质量大？l（2 2）线的拉力哪个大？）

13、线的拉力哪个大？l（3 3）能否判断谁的电量大？）能否判断谁的电量大？1 12 2m2m1l例例6 6、有两个完全相同的带电小球和、有两个完全相同的带电小球和。分别带电。分别带电1010和和-Q, -Q, 球心间距为球心间距为R R，将它们用绝缘支柱固定起来，现用，将它们用绝缘支柱固定起来，现用第三个一样的不带电的金属球第三个一样的不带电的金属球C C反复不反复不断地和断地和A A、B B轮流接触，最后移开轮流接触，最后移开C C，A A、B B间的作用力变为原来的多少倍？间的作用力变为原来的多少倍？例例7.7.在光滑绝缘水平面上，有两个金属在光滑绝缘水平面上，有两个金属球球A A和和B B，

14、用一绝缘的轻弹簧相连，当，用一绝缘的轻弹簧相连，当A A、B B带有等量同种电荷后，弹簧伸长量为带有等量同种电荷后，弹簧伸长量为X X1 1时小球平衡，如果小球时小球平衡，如果小球A A、B B带电量加带电量加倍，它们重新平衡时弹簧伸长量为倍，它们重新平衡时弹簧伸长量为X X2 2，则有：则有：l A A、X X2 2=2X=2X1 1B B、X X2 2=4X=4X1 1l C C、X X2 24X4X4X1 1练习：自主第5页第8题l例例8.8. A A、B B两两个个点点电电荷荷，相相距距为为L L，A A带带有有+9Q+9Q的正电荷，的正电荷，B B带有带有+4Q+4Q的正电荷的正电荷

15、l（1 1）如如果果A A和和B B固固定定，应应如如何何放放置置第第三三个个点点电荷电荷q q，才能使此电荷处于平衡状态？，才能使此电荷处于平衡状态？+ + +AB9Q4Q-QQC Cl例例8.8. A A、B B两两个个点点电电荷荷，相相距距为为L L，A A带带有有+9Q+9Q的正电荷，的正电荷，B B带有带有+4Q+4Q的正电荷的正电荷（2 2）如如果果A A和和B B是是自自由由的的，又又应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷，使使系系统统处处于于平平衡衡状状态态，且且求求第第三三个个点点电电荷荷的的电电量量q q的的大小及电性大小及电性. .+ + +AB9Q4Q-QQC C

16、分析：分析：A、B自由所以不仅要考虑自由所以不仅要考虑C球平衡，还要考球平衡，还要考虑虑A、B受力平衡受力平衡 (设设AC距离距离r1,BC距离距离r2)总结直线上三自由带电球平衡条件总结直线上三自由带电球平衡条件l两同夹一异，两大夹一小。（必要条件）l球间距离合适，每球都平衡。l例例9 9 如如图图，质质量量均均为为m m的的两两带带电电小小球球A A、B B，放放置置在在光光滑滑绝绝缘缘水水平平面面上上，彼彼此此相相距距为为L L，（L L比比球球半半径径r r大大的的多多），B B球球带带电电量量为为 Q QB B=-=-3q3q，A A球球带带电电量量为为Q QA A=6q,=6q,若

17、若在在B B上上加加一一水水平平向向右右恒恒力力F F，要要使使A A、B B两两球球始始终终保保持持L L的的间间距距运运动，求动，求（1 1）F F的大小？的大小？（2 2）它们做何运动？）它们做何运动？AB+ +-F6q-3ql思路：整体法隔离法的交替运用。思路：整体法隔离法的交替运用。l例例9变变式式 如如图图，质质量量均均为为m m的的三三个个带带电电小小球球A A、B B、C C，放放置置在在光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平面面上上，彼彼此此相相隔隔的的距距离离为为L L，（L L比比球球半半径径r r大大的的多多），B B球球带带电电量量为为Q QB B=-3q=-3q，A A球球带

18、带电电量量为为Q QA A=6q,=6q,若若在在C C上上加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F F，要要使使A A、B B、C C三三球球始始终终保保持持L L的的间间距距运动，运动，求求l（1）F的大小？的大小？l（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？球所带电量为多少？带何种电荷？ACB+ +-F6q-3qQCACB+ +-F6q-3qQC+F3m3ma对整体对整体对整体对整体对整体对整体:FBABAFCACAa对对A A对对A:aFCBCBFABAB对对B对对B:aFFBCBCFACAC对对C对对C:QC=+8qF=18kq2/L2作业：自主学习本节作业：自主学习本节2、3、5。l再见！