人教版庫侖定律課件1

1、庫侖定律庫侖定律演示實(shí)驗(yàn)新知講解一、電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)器材：帶正電的帶電體A、絲線、帶正電的小球、鐵架臺探究影響電荷間相互作用力的因素+實(shí)驗(yàn)步驟：（1）帶正電的帶電體A置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1 、P2 、P3 等位置。演示實(shí)驗(yàn)新知講解一、電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)器材：帶正電的帶電體新知講解（2）帶電體A與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？（3）在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？ 電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過上面的實(shí)驗(yàn)可以看到，電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小。新知講解（2）帶電體A與小球間的

2、作用力會隨距離的不同怎樣改變新知講解思考：電荷之間的作用力會不會與萬有引力 具有相似的形式呢？也就是說，電荷之間的相互作用力， 會不會與它們電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比？卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的力。定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵觥ＫO(shè)計(jì)了一個(gè)十分精妙的實(shí)驗(yàn)（扭秤實(shí)驗(yàn)），對電荷之間的作用力開展研究。庫侖做了大量實(shí)驗(yàn)，于1785年得出了庫侖定律。新知講解思考：電荷之間的作用力會不會與萬有引力 新知講解1.庫侖定律內(nèi)容真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向

3、在它們的連線上。這個(gè)規(guī)律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作靜電力或庫侖力。2.適用條件 嚴(yán)格說，這個(gè)定律只適用于真空中的兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷。新知講解1.庫侖定律內(nèi)容說明：實(shí)際上對空氣中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷，或運(yùn)動(dòng)速度不大的兩個(gè)點(diǎn)電荷也可以用庫侖定律它們的靜電力。新知講解3.點(diǎn)電荷(1)當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷。說明：實(shí)際上對空氣中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷，或運(yùn)動(dòng)速度不大的兩個(gè)點(diǎn)電新知講解 (2)點(diǎn)電荷是理想化的物理模型點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)

4、中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在。(3)點(diǎn)電荷只具有相對意義點(diǎn)電荷是一個(gè)相對的概念，一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定。從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí)，完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。新知講解 (2)點(diǎn)電荷是理想化的物理模型(3)點(diǎn)電荷只具有相新知講解實(shí)驗(yàn)裝置庫侖的實(shí)驗(yàn)裝置：庫侖扭秤器材組成細(xì)銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B庫侖扭秤細(xì)銀絲平衡小球B帶電小球C帶電小球A刻度盤與指針二、庫侖的實(shí)驗(yàn)1.庫侖的實(shí)驗(yàn)新知講解實(shí)驗(yàn)裝置庫侖扭秤細(xì)銀絲平衡小球B帶電小球C帶電小球A新知講解實(shí)驗(yàn)原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度來比較力的大

5、小。實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法實(shí)驗(yàn)步驟（1）探究F與r的關(guān)系裝置如圖：細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個(gè)小球A，另一端通過物體B使絕緣棒平衡，懸絲處于自然狀態(tài)。新知講解實(shí)驗(yàn)原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)新知講解把另一個(gè)帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而使A與C帶同種電荷。將C和A分開，再使C靠近A，A和C之間的作用力使A遠(yuǎn)離。扭轉(zhuǎn)懸絲，使A回到初始位置并靜止，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。保持A、C的電量不變，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，就可以找到力F與距離r的關(guān)系。新知講解把另一個(gè)帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而新知講解使一個(gè)帶

6、電金屬小球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為 保持A、C的距離不變，通過上述方法改變A、C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出F與q1、q2的關(guān)系。（2）探究F與q的關(guān)系新知講解使一個(gè)帶電金屬小球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬小新知講解實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）保持A、C電量不變時(shí)，F(xiàn)與距離r的二次方成反比 F1/r2（2）保持A、C之間距離不變時(shí)，F(xiàn)與 q1、q2 的乘積成正比 F q1q2 綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可以得到如下關(guān)系式：2.庫侖定律的表達(dá)式：（1）式中的k是比例系數(shù)，叫做靜電常量。（2）方向：在兩點(diǎn)電荷的連

7、線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。新知講解實(shí)驗(yàn)結(jié)論2.庫侖定律的表達(dá)式：（1）式中的k是比例系新知講解（3）在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖（C），力的單位是牛頓（N），距離的單位是米（m）。通過實(shí)驗(yàn)測定 k 的數(shù)值是k9.0109 Nm2 / C 思考討論：有人根據(jù) 推出當(dāng)r0時(shí)，F(xiàn)，你認(rèn)為他的說法正確嗎？參考答案：從數(shù)學(xué)角度分析似乎正確，但從物理意義上分析，這種看法是錯(cuò)誤的。因?yàn)楫?dāng)r0時(shí)，兩帶電體已不能看作點(diǎn)電荷，庫侖定律及其公式也就不再適用了。新知講解（3）在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖（C），力的新知講解三、靜電力計(jì)算庫侖是一個(gè)非常大的電荷量單位根據(jù)庫侖定律 ，兩個(gè)電荷量為 1

8、C 的點(diǎn)電荷在真空中相距1m 時(shí)，相互作用力是 9.0109 N。差不多相當(dāng)于一百萬噸的物體所受的重力！通常，一把梳子和衣袖摩擦后所帶的電荷量不到百萬分之一庫侖，但天空中發(fā)生閃電之前，巨大的云層中積累的電荷量可達(dá)幾百庫侖。新知講解三、靜電力計(jì)算新知講解1.庫侖定律的應(yīng)用庫侖定律既可以計(jì)算庫侖力的大小，還可以判斷庫侖力的方向。當(dāng)帶電體帶負(fù)電荷時(shí)，不必將負(fù)號代人公式中，只將電荷量的絕對值代入公式算出力的大小，再依據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷方向。新知講解1.庫侖定律的應(yīng)用新知講解【例題 1】在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最短距離為 5.310 -11 m。試比較氫原子核與電子之間的

9、靜電力和萬有引力。分析： 氫原子核與質(zhì)子所帶的電荷量相同，是 1.610 -19 C。電子帶負(fù)電，所帶的電荷量也是 1.610 -19 C。質(zhì)子質(zhì)量為 1.6710 -27 kg，電子質(zhì)量為 9.110 -31 kg。根據(jù)庫侖定律和萬有引力定律就可以求解。新知講解【例題 1】在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最短距離新知講解根據(jù)萬有引力定律，它們之間的萬有引力解：根據(jù)庫侖定律，它們之間的靜電力新知講解根據(jù)萬有引力定律，它們之間的萬有引力解：根據(jù)庫侖定律新知講解氫原子核與電子之間的靜電力是萬有引力的 2.31039 倍。可見，微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力。因此，在研究微觀帶電粒子的相互作用時(shí)，

10、可以把萬有引力忽略。新知講解氫原子核與電子之間的靜電力是萬有引力的 2.310新知講解3.靜電力的疊加原理（1）如果存在兩個(gè)以上點(diǎn)電荷，那么，每個(gè)點(diǎn)電荷都要受到其他所有點(diǎn)電荷對它的作用力。兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不會因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。（2）兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。新知講解3.靜電力的疊加原理（1）如果存在兩個(gè)以上點(diǎn)電荷，那新知講解說明：庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。庫侖定律給出的雖然是點(diǎn)電荷之間的靜電力，但是任何一個(gè)帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的。所以，如果知道帶電體上的電荷分布，根據(jù)庫侖定律就可以求出帶電體

11、之間的靜電力的大小和方向。例如：均勻帶電球、均勻帶電球殼：對球外空間的點(diǎn)電荷作用，可以等效為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷，再用庫侖定律求力。優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1新知講解說明：庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。庫侖定律給出的新知講解【例題2】真空中有三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，它們固定在邊長為 50 cm 的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都是 2.010 -6 C，求它們各自所受的靜電力。一個(gè)點(diǎn)電荷所受的靜電力分析：根據(jù)題意作圖。每個(gè)點(diǎn)電荷都受到其他兩個(gè)點(diǎn)電荷的斥力，因此，只要求出

12、一個(gè)點(diǎn)電荷（例如 q3 ）所受的力即可。q1q3+q2F1FF2優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1新知講解【例題2】真空中有三個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，它們固定在邊長新知講解解:根據(jù)庫侖定律，點(diǎn)電荷 q3 共受到 F1 和 F2 兩個(gè)力的作用。其中q1 q2 q3 q每兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離 r 都相同，所以根據(jù)平行四邊形定則可得F 2F1cos 30 0.25 N優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課

13、件1新知講解解:根據(jù)庫侖定律，點(diǎn)電荷 q3 共受到 F1 和 F新知講解點(diǎn)電荷 q3 所受的合力 F 的方向?yàn)?q1 與 q2 連線的垂直平分線向外。每個(gè)點(diǎn)電荷所受的靜電力的大小相等，數(shù)值均為 0.25 N，方向均沿另外兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的垂直平分線向外。優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1新知講解點(diǎn)電荷 q3 所受的合力 F 的方向?yàn)?q1 與 q課堂練習(xí)1.“點(diǎn)電荷”是指_是一種理想化模型。庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一，可表述為：真空中兩個(gè)靜止_之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成_比，

14、跟它們距離的二次方成_比，作用力的方向在它們的_上。當(dāng)帶電體本身的大小和形狀對帶電體間的作用力影響可忽略不計(jì)時(shí)點(diǎn)電荷正反連線 優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1課堂練習(xí)1.“點(diǎn)電荷”是指_新知講解3.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，若保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩電荷間的庫侖力將變?yōu)樵瓉淼? )A7倍 B8倍 C9倍 D10倍C2.固定的A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷都帶負(fù)電，相距10cm，今將第三個(gè)點(diǎn)電荷C放在A、B之間連線上距A為2cm，C恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A、B兩點(diǎn)電荷

15、電量之比QA:QB =_。1:16優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1新知講解3.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，若保持它們之間的距離不新知講解4某同學(xué)為了探究影響電荷間相互作用力的因素，進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn):M是一個(gè)帶正電的物體，把系在絲線上的帶正電的輕質(zhì)小球先后掛在P1、P2、P3位置，發(fā)現(xiàn)絲線偏離豎直方向的角度逐漸變小，這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明電荷之間的作用力（ ）A隨著電荷量的增大而增大B與兩電荷量的乘積成正比C隨著電荷間距離的增大而減小D與電荷間距離的平方成反比MP1 P2 P3C優(yōu)秀公開課課件下載

16、PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1新知講解4某同學(xué)為了探究影響電荷間相互作用力的因素，進(jìn)行了課堂練習(xí)5. 如圖所示，O是一個(gè)放置在絕緣支架上的帶電小球，P是用絕緣絲線懸掛的另一帶電小球。由于它們之間存在相互作用，P靜止時(shí)懸線與豎直方向成一夾角：現(xiàn)將帶電小球O向右移動(dòng)少許，使O、P間距離減小，當(dāng)小球P再次靜止時(shí)，與原來狀態(tài)比較，懸線與豎直方向的夾角（ ）A增大B減小C沒有變化D如何變化不能確定A優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教

17、版】庫侖定律ppt課件1課堂練習(xí)5. 如圖所示，O是一個(gè)放置在絕緣支架上的帶電小球，拓展提高1.有兩個(gè)完全相同的金屬小球A和B(它們的大小可忽略不計(jì))，分別帶電荷量q和5q，當(dāng)它們在真空中相距一定距離時(shí)，A球?qū)球的斥力為F，若用絕緣手柄移動(dòng)這兩個(gè)小球，使它們相接觸后分別再放回原處，則它們間的作用力變?yōu)椋ǎ〢F B1.8F C3F D6FB優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1拓展提高1.有兩個(gè)完全相同的金屬小球A和B(它們的大小可忽略拓展提高2.如圖所示，絕緣輕桿長為L，一端通過鉸鏈固定在絕

18、緣水平面，另一端與帶電量大小為Q的金屬小球1連接，另一帶正電、帶電量也為Q的金屬小球2固定在絕緣水平面上。平衡后，輕桿與水平面夾角為30，小球1、2間的連線與水平面間的夾角也為30則關(guān)于小球1的說法正確的是（已知靜電力常量為k）（）A小球1帶正電，重力為Kq2/L2B小球1帶負(fù)電，重力為Kq2/L2C小球1帶正電，重力為Kq2/3L2D小球1帶負(fù)電，重力為Kq2/3L212A3030優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1拓展提高2.如圖所示，絕緣輕桿長為L，一端通過鉸鏈固定在絕緣拓展提高3.兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球（可看成點(diǎn)電荷），其中一個(gè)球的帶電量的絕對值是另一個(gè)的5倍，當(dāng)它們靜止于空間某兩點(diǎn)時(shí)，靜電力大小為F?，F(xiàn)將兩球接觸后再放回原處，則它們間靜電力的大小可能為（ ）A7/5 FB4/5 FC11/5 FD9/5 FBD優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件人教版部編版【人教版】庫侖定律ppt課件1拓展提高3.兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球（可看課堂總結(jié)1.庫侖定律的表達(dá)式（1）式中的k是比例系數(shù)，叫做靜電常量。k9.0109 Nm2 /