高中物理 庫倫定律課件1 新人教版選修3

1、高中物理新人教版選修-系列課件第一章靜電場第二節(jié)庫侖定律教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能（一）知識與技能 1掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量 2會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計算 3知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理 （二）過程與方法（二）過程與方法 通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律 （三）情感態(tài)度與價值觀（三）情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力 重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握庫侖定律 難點(diǎn)：難點(diǎn)：會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計算 教具教具：庫侖扭秤(模型或掛圖) 復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧： 一、物體帶電的三種方式一、物體帶電的三種方式 1

2、、摩擦起電：、摩擦起電： 2、感應(yīng)起電：、感應(yīng)起電： 3、接觸帶電：、接觸帶電： 二、二、 電荷守恒定律電荷守恒定律 ： 電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。這個結(jié)分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變。這個結(jié)論稱為論稱為電荷守恒定律電荷守恒定律 另一表述：另一表述：一個與外沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的一個與外沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的。代數(shù)和總是保持不變的。三、元電荷三、元電荷：最小的電荷量叫

3、做元電荷：最小的電荷量叫做元電荷注：所有帶電體的電荷量或者等于注：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是，或者是e的整數(shù)的整數(shù)倍。即電荷量是不能連續(xù)變化的物理量倍。即電荷量是不能連續(xù)變化的物理量電荷量的常用值：電荷量的常用值： e=1.601019C 五、比荷：電子的電荷量五、比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量與電子的質(zhì)量me之比，稱為之比，稱為電子的比荷電子的比荷電子的比荷：電子的比荷：e/ me=1.761011C/kg（me=09110-30kg）。）。四、電中和現(xiàn)象及電荷均分原理：四、電中和現(xiàn)象及電荷均分原理： 練習(xí)：兩個完全相同的金屬小球練習(xí)：兩個完全相同的金屬小球A和和B，所，所帶電荷

4、量絕對值都是帶電荷量絕對值都是Q，今讓第三個與，今讓第三個與A、B相同但不帶電的金屬小球相同但不帶電的金屬小球C，先后與，先后與A、B兩球接觸后分開，那么：兩球接觸后分開，那么： （1）若）若A、B是同種電荷時，則是同種電荷時，則C球最終帶球最終帶電量等于多少？電量等于多少？ （2）若）若A、B是異種電荷時，則是異種電荷時，則C球最終帶球最終帶電量等于多少？電量等于多少？ 同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引 既然電荷之間存在相互作用，那么電荷既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？猜想猜想使得使

5、得r r不變：科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體電荷量越不變：科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體電荷量越大，物體受到的庫侖力就越大。大，物體受到的庫侖力就越大。距離相同，帶電小球偏轉(zhuǎn)角不同 ,可見其受力大小不同。+Q+2q+q+Q探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素帶電量相同，帶電小球偏轉(zhuǎn)角不同 ,可見其受力大小不同。+Q+q使得使得q q不變：科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體距離越遠(yuǎn)，不變：科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)物體距離越遠(yuǎn)，物體受到的庫侖力就越小。物體受到的庫侖力就越小。探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因

6、素實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 庫侖定律庫侖定律 真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，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，作用力與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。的方向在它們的連線上。大小：122q qFkr 其中其中K K叫靜電力常量：叫靜電力常量：k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2適用范圍：適用范圍：1. 1.真空中；真空中； 2.2.點(diǎn)電

7、荷點(diǎn)電荷. .電荷間相互作用力叫做電荷間相互作用力叫做靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力.點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 1 1、在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體本、在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離帶電體本身的身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離帶電體本身的大小，對我們所討論的問題影響甚小，相對來說大小，對我們所討論的問題影響甚小，相對來說可把帶電體視為一幾何點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷?？砂褞щ婓w視為一幾何點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷。2 2、點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，、點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個理想化是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個理想

8、化的模型。的模型。3 3、點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電、點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點(diǎn)電荷這個概念與力學(xué)中的量也可以很大。點(diǎn)電荷這個概念與力學(xué)中的“質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)”類似。類似。 思考題思考題 兩個帶電球體，是否可以看成是集兩個帶電球體，是否可以看成是集中在球心位置的點(diǎn)電荷？中在球心位置的點(diǎn)電荷？如果是兩個球形帶電如果是兩個球形帶電導(dǎo)體導(dǎo)體： 不可以不可以如果是兩個如果是兩個電荷分布均勻電荷分布均勻的帶電的帶電球體球體 可以可以課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1 1、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是：、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是： A .A .真正的點(diǎn)電荷是不存在的真正的點(diǎn)電荷是

9、不存在的 B .B .點(diǎn)電荷是一種理想模型點(diǎn)電荷是一種理想模型 C .C .足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷 D .D .一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計的問題的影響是否可以忽略不計A B D A B D 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、下列說法中正確的是：、下列說法中正確的是：A .A .點(diǎn)電荷就是體積很小的電荷點(diǎn)電荷就是體積很小的電荷B .B .點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小 的帶電體的帶電體C .C .根據(jù)根據(jù) 可知

10、，當(dāng)可知，當(dāng)r 0 r 0 時，時，F(xiàn) F D .D .靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得到的靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得到的122q qFkr D D 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3、真空中有A、B兩個點(diǎn)電荷，相距r時相互作用力為F，欲使它們之間的相互作用力變?yōu)镕/4，下列說法可行的是（ ）A、將它們的距離變?yōu)閞/2B、將它們的電荷量均變?yōu)樵瓉淼囊话隒、將它們的距離變?yōu)閞/4D、將它們的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍B1.F1.F與與r r有關(guān)有關(guān) 庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn)研究方法研究方法：控制變量法控制變量法. .庫侖扭秤1 庫侖扭秤3 結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球之間的距離之間

11、的距離r r，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電力與距離的平方成反比，即力與距離的平方成反比，即 F1/rF1/r2 22.F2.F與與q q有關(guān)有關(guān) 庫侖扭秤1 庫侖扭秤2 庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球的帶電量，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電力的帶電量，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中庫侖得出靜電力與電量的乘積成正比，即與電量的乘積成正比，即 F qF q1 1q q2 2 從例題可以看從例題可以看出：電子和質(zhì)子的出：電子和質(zhì)子的靜電力是它們間萬靜電力是它們間萬有引力的有引力的2.32.310103939倍倍. .正因如此正因如此, ,以

12、后在以后在研究帶電微粒間相研究帶電微粒間相互作用時互作用時, ,經(jīng)常忽略經(jīng)常忽略萬有引力萬有引力. .圖1.2-3小小 結(jié)結(jié)1 1、內(nèi)容：真空中兩個點(diǎn)電荷之間相互作用的電力、內(nèi)容：真空中兩個點(diǎn)電荷之間相互作用的電力, ,跟跟它們的電荷量的乘積成正比它們的電荷量的乘積成正比, ,跟它們的距離的二次方跟它們的距離的二次方成反比成反比, ,作用力的方向在它們的連線上作用力的方向在它們的連線上. .2 2、公式：、公式：3 3、適用條件：、適用條件： 真空真空 點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷4 4、點(diǎn)電荷：是一種理想模型、點(diǎn)電荷：是一種理想模型. .當(dāng)帶電體的線度比起相當(dāng)帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時互作用的距

13、離小很多時, ,帶電體可視為點(diǎn)電荷帶電體可視為點(diǎn)電荷. .k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、 三個相同的金屬小球三個相同的金屬小球a a、b b和和c c，原來，原來c c不不帶電，而帶電，而a a和和b b帶等量異種電荷，相隔一定帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，距離放置，a a、b b之間的靜電力為之間的靜電力為F F ?，F(xiàn)將?，F(xiàn)將c c球分別與球分別與a a、b b接觸后拿開，則接觸后拿開，則a a、b b之間的之間的靜電力將變?yōu)椋o電力將變?yōu)椋?）。）。 A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F/83F/8課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練5 5、兩個半徑為、兩個半徑為0.3m0.3m的金屬球，球心相的金屬球，球心相距距1.0m1.0m放置，當(dāng)他們都帶放置，當(dāng)他們都帶1.51.510105 5 C C的正電時，相互作用力為的正電時，相互作用力為F F1 1 ，當(dāng)它們，當(dāng)