1.2库仑定律
小资料
库伦( 库伦(17361806),法国物理 ),法国物理 ), 学家, 学家,用库伦扭秤 实验研究了电荷间 相互作用的电力, 相互作用的电力, 于1785年发现了库 年发现了库 仑定律。 仑定律。 库伦
实际问题
两个带电量为1C的点电荷在真空中相距 两个带电量为 的点电荷在真空中相距 1m时,相互作用力是 ×109N,差不多相当于 时 相互作用力是9.0× 差不多相当于 一百多吨的物体的重力!由此可见 由此可见, 一百多吨的物体的重力 由此可见,库伦是一个 非常大的电荷量单位。 非常大的电荷量单位。 通常一把梳子和衣袖摩擦所带的电荷量不 到百分之一库伦,但在天空中发生闪电之前, 到百分之一库伦,但在天空中发生闪电之前, 巨大的云层中积累的电荷可达几百库伦。 巨大的云层中积累的电荷可达几百库伦。
(1.67 × 10 )× (9.1 × 10 ) N )× (5.1 × 10 ) −47
− 27 − 31 −11 2
N
F库 = 2.3 × 10 39 F引
可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力 可见 微观粒子间的万有引力小于库伦力, 微观粒子间的万有引力小于库伦力 因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把 因此在研究微观带电粒子相互作用时 可以把 万有引力忽略掉。 万有引力忽略掉。
注意
r为两个点电荷之间的距离,若带电体为金属 为两个点电荷之间的距离, 小球,应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。 小球,应先考虑电荷间的排斥与吸引问题。
+ + + r 同种电荷电荷分 布在金属球外侧
+ + +
-
r
+ + +
异种电荷电荷分 布在金属球内侧
想一想
库伦定律是定量分析电荷间相互作用力的基 Q1Q2 本规律, 请你思考下面的问题: 本规律,表达式 F = k 2 ,请你思考下面的问题: r Q1Q2 从数学观点看, 中的r→0时,应该 ⑴从数学观点看, = k 2 中的 时 F r 得F→ ∞,即两者的库伦力趋向于无穷大。你认 ,即两者的库伦力趋向于无穷大。 为这样可能吗? 为这样可能吗?
记录每次悬丝扭转的角度,便可以得到力F 记录每次悬丝扭转的角度,便可以得到力F 与距离r的关系,结果是力F与距离r 与距离r的关系,结果是力F与距离r的二 次方成反比, 次方成反比,即
1 F ∝ 2 r
归纳
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大,随着距离的增大而减小。 增大,随着距离的增大而减小。
库仑定律的适用条件: 库仑定律的适用条件: ①真空中 ②点电荷
二、库伦的实验
由于当时的条件所限,库伦无直接测定带 由于当时的条件所限, 电金属球所带电荷量,只能通过实验, 电金属球所带电荷量,只能通过实验,将带电 小球所带的电量均分给两个完全一样的小球, 小球所带的电量均分给两个完全一样的小球, 通过观察受力来判断带电量是相等。 通过观察受力来判断带电量是相等。库伦的实 验中并未涉及到确切的电荷量, 验中并未涉及到确切的电荷量,只是一系列电 荷的均分值
通过实验你观察到了什么现象? 通过实验你观察到了什么现象?你能总结出 都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗? 都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗?这 些因素对作用力的大小有什么影响? 些因素对作用力的大小有什么影响?
结论
影响电荷间的相互作用的因素有电荷量 的多少和电荷之间距离的长短。 的多少和电荷之间距离的长短。 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 增大,随着距离的增大而减小。 增大,随着距离的增大而减小。
注意
库仑定律是电磁学的基本定律之一。 库仑定律是电磁学的基本定律之一。库仑 定律给出的虽然是点电荷的静电力,但是, 定律给出的虽然是点电荷的静电力,但是,任 一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的, 一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的, 所以,如果知道带电体上的电荷分布, 所以,如果知道带电体上的电荷分布,根据库 仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的 静电力的大小和方向。 静电力的大小和方向。
2.过程与方法 2.过程与方法
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适 用条件。 用条件。正确应用库仑定律解决多电荷之间的 作用。 作用。
3.情感态度与价值观 3.情感态度与价值观
√ 培养学生热爱科学的精神。 培养学生热爱科学的精神。 √ 有参与实验总结规律的热情,从而能更方 有参与实验总结规律的热情, 便的解决实际问题。 便的解决实际问题。
用一个公式来表示库伦定律, 用一个公式来表示库伦定律,就是
Q 1Q 2 F =k 2 r
表示两个点电荷的电荷量, 上式中 Q1 和 Q2 表示两个点电荷的电荷量,用r 表示它们之间的距离, 表示它们之间的距离,用F表示它们之间的相互作 表示它们之间的相互作 用力。式中的k是一个常量 叫做静电力常量 是一个常量, 静电力常量。 用力。式中的 是一个常量,叫做静电力常量。 库伦, 在国际单位制中,电荷量的单位是库伦 在国际单位制中,电荷量的单位是库伦,简称 符号是C。 库,符号是 。在上式中如果各个物理量都用国际 制单位,即电荷量的单位用C,力的单位用N, 制单位,即电荷量的单位用 ,力的单位用 ,距离 的单位用m, 的单位用 ,则由实验得出 k = 9.0 × 109 N • m 2 C 2
实际问题
已知质子的质量是1.67×10-27Kg,电子的质 × 已知质子的质量是 , 量是9.1× 量是 ×10-31Kg,在氢原子内它们之间的最短距 , 离为5.3× 离为 ×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之 。 间的库伦力和万有引力。 间的库伦力和万有引力。
q1 q 2 F库 = k 2 r 9
课堂小结
一、库仑定律
Q1Q2 公式: F = k 2 公式: r
内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用 内容: 真空中两个静止点电荷之间的相互作用 两个静止点电荷 电荷量的乘积成正比, 与它们的电荷量的乘积成正比 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 距离的二次方成反比, 它们的距离的二次方成反比,作用力的 连线上。 方向在它们的连线上 方向在它们的连线上。
注意
该定律包括三层含义: 该定律包括三层含义: ①条件: 真空中 静止电荷 条件: ②大小:与电荷量的乘积成正比,与它们距 大小:与电荷量的乘积成正比, 离的二次方成反比。 离的二次方成反比。 ③方向:它们的连线上(同种电荷沿连线向 方向:它们的连线上( 异种电荷沿连线向外)。 内,异种电荷沿连线向外)。
由于当时实 测得物体所带电量,库伦的实验中没有准 确的电荷量,而是一系列电荷量的均分。 确的电荷量,而是一系列电荷量的均分。 库伦发现: 库伦发现: 两个相同的金属小球,一个带电、 两个相同的金属小球,一个带电、一个不 带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三 带电,互相接触后, 个小球的作用力相等, 个小球的作用力相等,所以他断定这两个小球的 带电量相等。 带电量相等。
二、库伦的实验
库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。 库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。 库伦扭秤 如右图所示, 如右图所示,细银丝的下端 悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一 悬挂一根绝缘棒, 个带电的金属小球A 个带电的金属小球A,另一端有 一个不带电的球B 一个不带电的球B,B与A所受重 力平衡。 力平衡。当把一个带电的金属球 插入容器并使它靠近A C插入容器并使它靠近A时,A和C 之间的作用力使旋线扭转,通过 之间的作用力使旋线扭转, 悬丝扭转的角度可以比较力的大 改变A 之间的距离r, 小。改变A和C之间的距离r, 实验装置
一、库仑定律 库伦定律
库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认: 库伦在前人工作的基础上通过实验研究确认:
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, 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, 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。 向在它们的连线上。电荷间这种相互作用 的电力叫做静电力 库伦力。 静电力或 的电力叫做静电力或库伦力。
F1
F
F2
如果存在两个以上电荷, 如果存在两个以上电荷,那么每个电荷都 要受到其它所有电荷对它的作用力。因此, 要受到其它所有电荷对它的作用力。因此,两 个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力, 个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力, 等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量 遵循平行四边形定则)。 和(遵循平行四边形定则)。
这意味着: 这意味着: 如果把一个带电金属小球与另一个不带电的 完全相同的金属小球接触, 完全相同的金属小球接触,电荷量会均分给两个 小球。 小球。 利用这种方法: 利用这种方法:
q q q 库伦把带点小球的电荷量q分为 库伦把带点小球的电荷量 分为 , , ,...... 2 4 8
这样库伦又发现了电荷间的作用力与电荷量的 关系: 关系: 的乘积成正比, F∝q 力F与q1和q2的乘积成正比,即:F∝ 1 q2 与
教学重难点
教学重点: 教学重点:影响电荷间相互作用力的因素
库仑定律的内容及条件
教学难点: 教学难点:库伦扭秤实验
库仑定律求解注意问题
内容解析
一、库仑定律 二、库伦的实验
探究
影响电荷间相互作用力的因素
实 验 装 置 图
实验内容
把一个带正电的物体放在A处 把一个带正电的物体放在 处,然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p 丝线上的带正电的小球先后挂在 1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来,偏角越大, 角度显示出来,偏角越大,表示小球受到的电力 越大。 越大。 把小球挂在同一位置,增大或减小它所带的 把小球挂在同一位置, 电荷量,比较小球所受电力大小的变化。 电荷量,比较小球所受电力大小的变化。
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1.2库仑定律
所以上我们经常 忽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,跟它们的距离的二次 方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
q1q 2 F k 2 r 2、公式: k=9.0×109N· m2/C2
3、适用条件: ⑴ 真空(空气中近似成立)
1785年,库仑定律
库 仑 扭 秤 实 验
库仑做实验的装置—库 仑扭秤.
四 1、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. 库 仑 电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力. 定 2、大小: F = kq q /r2 K:静电力常量 1 2 律 9 2 2
库仑定律与万有引力定律的比较:
定 律
库 仑 定 律
公式
公式 适用 共同点 范围
点电 ①都与 距离的 平方成 反比。 ②都有 一个常 数。
不同点
与两个物 体电量有 关,有引 力,也有 斥力。
影响大小 的因素
Q1Q2 荷 F k r2
Q1 、 Q 2 、 r
万有 引力 定律
Mm F G 2 r
质点
与两个物 体质量有 关,只有 引力。
M、m、r
例2 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.已知电子的 质量m1=9.10×10-31kg,质子的质量m2=1.67×10-27kg.电子 和质子的电荷量都是1.60×10-19C.距离是5.3×10-11m
解:质子与电子之间的库仑力 F电为
q1 q 2 F 电 k 2 r (1.6 1019 )2 9
⑵ 点电荷
是一种理想模型,带电体的形状、大小及电 4、点电荷: 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.
1.2 库仑定律
1.2 库仑定律
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
• 静止的电荷间的相互作用 ——库仑力(静电力)
电荷间的相互作用的强弱和什么有关?
库仑力的大小和什么有关?
研 究 方 法
简单着手研究思想
影响因素可能为:电荷量,两电荷 间的距离,带电体形状 、大小, 环境,质量等 真空
点电荷
点电荷
带电体的形状和大小对相互作用力的大小可 以忽略,那么带电体可以看作一个点,称为 点电荷。 带电体有时可 以看做点电荷 就 像 物体有时可 以看作质点
是一种理想模型,带电体的形状、大小及电 4、点电荷: 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.
解题 提醒
+ + +
库仑定律的适用是什么条件?
物理模型,即如果满足相互之间距离远大 点电荷: 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. L=4r ++ + L=4r
+Q
++ +
+Q
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
1、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,跟它们的距离的二次 方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
q1q 2 F k 2 2、公式: r
⑵ 点电荷
k=9.0×109N· m2/C2 3、适用条件: ⑴ 真空(空气中近似成立)
库 仑 扭 秤 实 验
2.库仑研究力与距 离的定量关系.
结论:
1 F 2 r
库 3.库仑研究力与电 荷量的定量关系. 仑 扭 秤 实 验
结论: F
Q1 Q2
四 、 库 仑 定 律
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
• 静止的电荷间的相互作用 ——库仑力(静电力)
电荷间的相互作用的强弱和什么有关?
库仑力的大小和什么有关?
研 究 方 法
简单着手研究思想
影响因素可能为:电荷量,两电荷 间的距离,带电体形状 、大小, 环境,质量等 真空
点电荷
点电荷
带电体的形状和大小对相互作用力的大小可 以忽略,那么带电体可以看作一个点,称为 点电荷。 带电体有时可 以看做点电荷 就 像 物体有时可 以看作质点
是一种理想模型,带电体的形状、大小及电 4、点电荷: 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.
解题 提醒
+ + +
库仑定律的适用是什么条件?
物理模型,即如果满足相互之间距离远大 点电荷: 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. L=4r ++ + L=4r
+Q
++ +
+Q
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
1、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,跟它们的距离的二次 方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
q1q 2 F k 2 2、公式: r
⑵ 点电荷
k=9.0×109N· m2/C2 3、适用条件: ⑴ 真空(空气中近似成立)
库 仑 扭 秤 实 验
2.库仑研究力与距 离的定量关系.
结论:
1 F 2 r
库 3.库仑研究力与电 荷量的定量关系. 仑 扭 秤 实 验
结论: F
Q1 Q2
四 、 库 仑 定 律
1.2库仑定律
F2
q2
q3
F1 F
方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外
练习2
若上题中将点电荷q1和q2变成一根均匀带电直棒, 带电量为( q1+q2 ),此棒对q3的作用力方向 如何?
任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成 的
例3
在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B, A带电荷量为+Q,B带电荷量为-9Q。现引入第 三个点电荷C,恰好使三个点电荷处于平衡状态。 则C应带什么性质的电荷,电荷量为多少?
q1q2 1.6 10 19 1.6 10 19 F库 k 2 9.0 10 9 N 11 2 r 5.3 10 F库 2.3 10 39 F引 8.2 1m2 1.67 10 27 9.1 10 31 F引 G 2 6.7 10 11 N 11 2 r 5.3 10 3.6 10 47 N
5、库仑定律与万有引力定律
库仑力和万有引力虽然形式上非常类似,但性质 不同,数量级也不同。在分析微观粒子的相互作 用力时可忽略万有引力
为提高库库仑实验的精确度,可采用哪些措施?
练习1
两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球 半径R,带电荷量之比为1:7,两者相互接触后 再放回原来位置上,则相互作用力可能为原来的 (C D )
A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7
思维严密,考虑多种情况
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 +2×10-6C,求它们各自所受的库仑力
q1
三个点电荷的受力情况都相同,以q3为例
1.2 库仑定律
实验表明:电荷之间的作用力 (1)随电荷量的增大而增大
(2)随距离的增大而减少
2、定量研究
库仑扭秤实验
实验结论:真空中两个点电荷之间的相 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,同种电荷相 互排斥,异种电荷相互吸引。
二、库仑定律
1、内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的
1.2 库仑定律
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引 -qB
思考:A、B均为形状不规则的带电体,A带正电,B带负 电,如图所示,求两带电体之间的电荷相互作用力。
+qA
A
B
由于A、B均为形状不规则的带电体,它们所带电荷之间 相互作用力是很复杂的,为了方便研究,我们把两个带电 体形状理想化,用点模型来代替这两个带电体,即等效成 求两个点电荷之间的相互作用力。 +qA A -qB B 这种忽略物体形状和大 小而用一个点来代替的 带电体叫做点电荷。
一、点电荷
点电荷
实质 条件
有电量、无形状、无 大小的点 当带电体本身的尺寸比 起它到其它带电体的距 离小得多时 理想化模型 实际不存在
质点
有质量、无形状、无大小 的点 当物体本身的形状和大小 对所研究的物体没有影响 或影响较小时 理想化模型 实际不存在
共同点 注:
1、点电荷是带电体;元电荷不是带电体,是电量单位。 2、点电荷的电量、体积可以很大也可以很小;质点的质量、体积 可以很大也可以很小。 3、理想模型是物理学常用的研究方法。在研究过程中抓住主要因素,忽 略次要因素,将研究对象抽象为理想模型。这样可以使问题的处理大为简 化。
q2 F 36k 2 L
(2)C球所带电量为多少?带何种电荷?
1.2 库仑定律
仍然小于B球的悬线与竖直方向的夹角
12.如图所示,把质量为2.0g的带负电的小球A用绝缘细绳悬 挂起来,若将带电量为qB=4.0×10-6 C的带电小球B靠近小 球A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直
方向恰成450角.(小球A、B可看成点电荷)g取10m/s2,求:
(1)A球所受的库仑力大小;(2)A球所带电荷量. 13.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端 有一个带电量不变的小球A,在两次实验中,通过绝缘手 柄缓慢的移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的 正下方并与A在同一水平线上时,A处于静止状态,此时 悬线偏离竖直方向的角度为θ,若在两次实验中B的电量分 别为q1和q2,θ分别为300和450,求q2/q1
时 1、2 之间作用力的大小仍为 F,方向不变.由此可知( )
A.n=3
B.n=4
C .n = 5
D.n=6
6.关于库仑定律的公式
F
k
q1q2 r2
,下列说法正确的是(
)
A.当真空中的两个点电荷间的距离 r →∞时,F→0
B.当真空中的两个点电荷间的距离 r →0 时,F→∞
7.如图所示,两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 与 b,
同时将小球B的质量增大到原来的2倍
11.如图所示,把大小可以不计的带有同种电荷的小球A和
B各用丝线悬挂在同一点,静止时,绝缘等长细线与竖直
方向的夹角分别为α和β,且α<β,由此可知( )
A.B球的电荷量较大,受到的库仑力较大
B.B球的质量较大
αβ
C.B球受到细线的拉力较大
A
B
D.两球接触后,再静止时,A球的悬线与竖直方向的夹角
1.2 库仑定律
2.关于点电荷的下列说法中正确的是( ABD ) A.真正的点电荷是不存在的 B.点电荷是一种理想化模型 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
3.两个半径均为1cm的导体球,分别带+Q和-3Q的电
量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰
一下后,放在两球心相距3cm处,则它们的相互作用力
大小变为 ( D )
A.3000F
B.1200F
C.900F
D.无法确定
练习1.(库仑力作用下的平衡)如图所示,悬挂在O点的
一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小
球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球
解:氢核与电子所带的电荷量都是 1.61019c 氢核与电子之间的库仑力F库
电子和质子的库
F库 F引
2.3 1039
仑力远大于它们
间万有引力。研
F库
k
q1q2 r2
9.0 109
(1.61019 )2 (5.31011 )2
N
8.2108 N
究带电微粒间相 互作用时,经常 忽略万有引力.
库仑
氢核与电子之间的万有引力 F 引
B -2Q,在A左侧距A为L/2处
C -4Q,在B右侧距B为L处
D + 2Q,在A右侧距A为3L/2处
A
L
B
-4Q
+Q
由库仑定律得:
“两大夹小、两同夹异、近小远大” 解得:q=4Q 带负电
1.库仑定律的适用范围是( CD ) A.真空中两个带电球体间的相互作用 B.真空中任意带电体间的相互作用 C.真空中两个点电荷间的相互作用 D.真空中两个大小远小于它们之间的距离的带电体
1.2库仑定律
类比质点
库仑是法国工程师和物理学家。 库仑是法国工程师和物理学家。 法国工程师和物理学家 1785年,库仑用扭称实验测量两电荷之间的作用 年 库仑用扭称实验测量两电荷之间的作用 扭称实验 力与两电荷之间距离的关系。到目前为止, 力与两电荷之间距离的关系。到目前为止,理论 和实验表明点电荷作用力的平方反比定律是相当 精确的 。
演示: 演示:探究影响电荷间相互作用力的因素
实验表明: 实验表明: 电荷之间的作用力 (1)随电荷量的增大而增大 ) (2)随距离的增大而减少 )
理想物理模型 为了讨论问题的方便, 为了讨论问题的方便, 便于发现隐藏的秘密, 便于发现隐藏的秘密, 引入-----点电荷 引入 点电荷
点电荷
1、在研究带电体间的相互作用时,如果带 在研究带电体间的相互作用时, 电体本身的线度远小于它们之间的距离. 电体本身的线度远小于它们之间的距离.带 电体本身的大小, 电体本身的大小,对我们所讨论的问题影响 甚小,相对来说可把带电体视为一几何点, 甚小,相对来说可把带电体视为一几何点, 并称它为点电荷。 并称它为点电荷。 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽 象, 点电荷本身的线度不一定很小, 3、点电荷本身的线度不一定很小,它所带 的电量也可以很大。 的电量也可以很大。
解得: = 2 L, qC = 4Q, 且电性为“+” x
总结: 三点共线,两同夹异 两大夹小,近小远大 两同夹异,两大夹小 总结 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大
防雷 知识 措施
你们知道吗,男孩遭雷击概率超过女孩。 “你们知道吗,男孩遭雷击概率超过女孩。” 防雷专家此语一出, 防雷专家此语一出,台下的孩子们全都张大了嘴 女孩们一听全乐了, 巴,女孩们一听全乐了,男孩子则不服气地问为什么 这么说。 这么说。 专家解释说,人体都有静电场,静电场所产生的 专家解释说,人体都有静电场, 电压越高,越容易遭到雷击, 电压越高,越容易遭到雷击,男孩和女孩生理结构存 在不同,导致其静电压存在一定差异, 在不同,导致其静电压存在一定差异,一般来说男孩 静电压1000,高于女孩的800,因此男孩遭雷击概率 静电压1000,高于女孩的800, 1000 800 超过女孩。 超过女孩。
1.2_库仑定律课件
4.如图所示,用两根绝缘丝线挂着 两个质量相同、均不带电的小球A和B,此 时上、下丝线的张力分别为FA、FB;如果 使A带正电,B带负电,上、下丝线的张力 不变 ,FB___________ 变小 FA__________ 。
(填“变大”、 “变小”或“不变”)
A
B
5、真空中等距离固定三个点电荷A,B,C,(距离 为r)电量分别为-2q,q,-4q,,求C所受库仑力 的大小与方向。
q F 3ma 18k 2 L
2
A +
B
6q
-3q
-
C +水平面有A、B两个带电小球,A 的质量是B的质量的2倍,将两球由静 止释放,初始A的加速度为a,经过一段 时间后,B的加速度也为a,速度大小 为v,此时,A的加速度为 a/2 .
• 10.用两根等长的细线各悬挂一个小球,并 挂于同一点,已知两球质量相等,当它们 带上同种电荷时,相距L而平衡,,若使它 们的带电量都减少一半,待它们重新平衡 后,两球间距离 () • A。大于L/2 B.小于L/2 • C.等于L/2 D.等于L
第一章《静电场》
第二节 《库仑定律》
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
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决定于那些因素呢?
一、探究影响电荷间的相互作用力的因素: 1、实验装置: 2、实验方法:控制变量法 3、实验过程:
P1
P2 P3
O +
结论
(1)电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大 (2)电荷之间的作用力随距离的增大而减小
2 Q1 Q2 4
8.如图,质量均为m的三个带电小球A、B、C,放置 在光滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为 L,(L 比球半径r大的多),B球带电量为QB=-3q,A球带电 量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F,要使A、 B、C三球始终保持L的间距运动,求 (1)F的大小? (2)C球所带电量为多少?带何种电荷?
1.2_库仑定律
1.下列关于点电荷的说法中,正确的是 A.只有体积很小的带电体才能看作点电荷. B.体积很大的带电体一定不是点电荷. C.当两个带电பைடு நூலகம்的形状对它相互作用力的影 响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷 D.任何带电球体,都可看作电荷全部集中于 球心的点电荷.
2. 真空中有A、B两个点电荷,相距10厘米, B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电 力是10-4N,那么B电荷受到的静电力应是 A.5×10-4N B.0.2×10-4N C.10-4N D.0.1×10-4N
思考:当两个点电荷的距离趋向零时,其库仑力也
趋向无穷大吗?
一、点电荷:本身的线度比相互之间的距离小得
多的带电体
二、库仑定律:探究方法;内容;公式;适
用条件
例.两个大小相同、带电也相同的金属球A 和B,分别固定在两处,相互作用力为F.现用 另一个不带电的同样大小的C球先与A球接触, 再与B球接触,然后移去C球,则后来A、B两 球间的作用力变为
F 4 F 7
注意:应用库仑定律时带入绝对值计算,之后再判断方向.
'
7、两个正电荷q1与q2电量都是3C,静止 于真空中,相距r=2m。
(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q, 求Q受的静电力。 (2)在O点放入负电荷Q,求Q受的静电力。 (3)在连线上A点的左侧C点放上负点电荷 q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受静电力。
二、库仑定律
1.内容 在真空中两个点电荷间作用力跟它们的电量 的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比, 作用力的方向在它们的连线上
q1
r
q2
2、表达式:
q1受到q2的作用力F12为:
3、点电荷: 本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体 注意:
1.2库仑定律
q3 +
F2
F1
F3
7.三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律
例:a、b两个点电荷,相距40cm,电荷量分别为q1 和q2,且q1=9q2,都是正电荷;现引入点电荷c,这 时a、b、c三个电荷都恰好处于平衡状态,试问:点 电荷c的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?
q1 +
q2 +
两同夹一异、两大夹一小、近小远大
思考题
两个靠近的带电球体,是否可以看 出是集中在球心位置的点电荷?
如果是两个电荷分布均 匀的带电球体
可以 如果是两个球形带电 导体:
不可以
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。 4.适用范围:(1)真空中;
6. 当多个带电体同时存在时,每 一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.
例题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.
q1 +
q2 +
1.研究方法: 控制变量法. 2.实验方案 (1)q1、q2一定时,探究F与r的关系 结论:F∝1/r2 (2)r一定时,探究F与的q1、q2关系 结论:即 F ∝q1q2 3.思想方法 (1)小量放大思想 (2)电荷均分原理
二.库仑定律
1.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)点电荷. (3)静止
