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新课标高中物理选修新课标高中物理选修31第一章第一章 静电场静电场1.2 库仑定律库仑定律第1页既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力大小决定于那些原因呢同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引第2页普通情况下，两个带电体相互作用力与普通情况下，两个带电体相互作用力与 1.带电体形状、带电体形状、2.大小、大小、3.电荷量、电荷量、4.电荷分布、电荷分布、5.二者之间距离二者之间距离 等原因相关！等原因相关！确定确定两个带电体相互作用力两个带电体相互作用力与与这些原因这些原因定量定量关系关系是十分困难！是十分困难！第3页 早在我国东汉时期人们就掌握了早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用定性规律！电荷间相互作用定性规律！不过，定量讨论电荷间相互作用则是后法国物理学家库仑.库仑做了大量试验,于1785年得出了库仑定律.第4页1.点电荷在研究带电体间相互作用时，假如在研究带电体间相互作用时，假如带电带电体之间距离体之间距离远大于远大于它们本身大小它们本身大小以致以致带带电体形状、大小以及电荷分布情况对电体形状、大小以及电荷分布情况对它们之间相互作用力影响甚小，它们之间相互作用力影响甚小，这么带这么带电体就能够看作带电点，并称它为点电电体就能够看作带电点，并称它为点电荷。荷。第5页 点电荷是实际带电体在一定条件下抽点电荷是实际带电体在一定条件下抽象，是为了简化一些问题讨论而引进一个象，是为了简化一些问题讨论而引进一个理想化模型理想化模型。但点电荷本身线度不一定很。但点电荷本身线度不一定很小，它所带电量也能够很大。点电荷这个小，它所带电量也能够很大。点电荷这个概念与力学中概念与力学中“质点质点”类似类似第6页经典例题例1、关于点电荷以下说法中正确是：A.真正点电荷是不存在B.点电荷是一个理想模型C.足够小（如体积小于1）电荷就是点电荷D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸大小，而是看它形状和大小对所研究问题影响是否能够忽略不计答案：A、B、D 第7页普通情况下，两个带电体相互作用力与普通情况下，两个带电体相互作用力与 1.带电体形状、带电体形状、2.大小、大小、3.电荷量、电荷量、4.电荷分布、电荷分布、5.二者之间距离二者之间距离 等原因相关！等原因相关！第8页影响两点电荷间作用力原因：距离和电荷量 试验表明，电荷之间作用力伴随电荷量增大而增大，伴随距离增大而减小。第9页平衡小球平衡小球细银丝细银丝带电小球带电小球C带电小球带电小球A刻度盘与指针刻度盘与指针库仑试验库仑试验库仑扭秤试验库仑扭秤试验第11页1 1、F F与与r r相关相关 2、F与与q相关相关 库仑试验研究方法：控制变量法.结论：保持两球上电量不变，改变两球之间距离r，从试验结果中库仑得出静电力与距离平方成反比，即 F1/r2结论：保持两球间距离不变，改变两球带电量，从试验结果中库仑得出静电力与电量乘积成正比，即 F q1q2第12页2.库仑定律库仑定律 真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量乘积成正比，与它们距离二次方成反比，作用力方向在它们连线上。电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.大小：适用范围：1.真空中；2.点电荷.其中K叫静电力常量：k=9.0109 Nm2/C2是由试验测定出来第13页课堂训练课堂训练2 2、三个相同金属小球三个相同金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不带不带电，而电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定距带等量异种电荷，相隔一定距离放置，离放置，a a、b b之间静电力为之间静电力为F F。现将。现将c c球分球分别与别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间静电力之间静电力将变为（将变为（）。）。A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8第14页3.静电力叠加原理静电力叠加原理q2q1q3试验证实试验证实：两个点电荷之间作用力不因第三个：两个点电荷之间作用力不因第三个点电荷存在而有所改变。所以两个或两个以上点电荷存在而有所改变。所以两个或两个以上点电荷某一个点电荷作用力，等于各点电荷单点电荷某一个点电荷作用力，等于各点电荷单独对这个电荷作用力独对这个电荷作用力矢量矢量和。和。第15页相同点相同点：与距离二次方成反比与距离二次方成反比;与乘积成正比与乘积成正比;力方向在两物体连线上。力方向在两物体连线上。不一样点不一样点：产生力原因不一样产生力原因不一样;常量不一样常量不一样;库仑力能够是引力，也能够是斥力，而万库仑力能够是引力，也能够是斥力，而万有引力只能是引力。有引力只能是引力。静电力静电力万有引力万有引力4.4.静电力与万有引力比较静电力与万有引力比较第16页 从例题能够看出：电子和质子静电力是它们间万有引力2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,普通忽略万有引力.库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们这种相同性,物理学家还在继续研究.经典例题例2、例3、图1.2-3第17页经典例题例例4 4、以下说法中正确是：、以下说法中正确是：A.A.点电荷就是体积很小电荷点电荷就是体积很小电荷B.B.点电荷就是体积和带电量都很小点电荷就是体积和带电量都很小 带电体带电体C.C.依据依据 可知，当可知，当r r趋近趋近于于0 0时，时，F F趋近于无穷大。趋近于无穷大。D.D.静电力常量数值是由试验得到静电力常量数值是由试验得到答案：D 第18页5 5、有有两两个个半半径径为为r r带带电电金金属属球球中中心心相相距距为为L(L=4r),L(L=4r),对对于于它它们们之之间间静静电电作作用用力力（设设每每次各球带电量绝对值相同）次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=4r第19页解题解题提醒提醒 点电荷：点电荷：+Q+QL=4r+Q-QL=4r-+物理模型物理模型，即假如满足相互之间距离远大，即假如满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷于带电体大小则带电体便可看做点电荷.库仑定律适用是什么条件？库仑定律适用是什么条件？第20页6 6、光滑水平面有、光滑水平面有A A、B B两个带电小球，两个带电小球，A A质量是质量是B B质量质量2 2倍，将两球由静止释放，倍，将两球由静止释放，初始初始A A加速度为加速度为a,a,经过一段时间后，经过一段时间后，B B加速度也为加速度也为a a，速度大小为，速度大小为v v，此时，此时，A A加速度为加速度为 .第21页