高中物理選修庫侖定律課件.

1、新課標(biāo)高中物理選修31一、點電荷一、點電荷 1. 1.在研究帶電體間的相互作用時在研究帶電體間的相互作用時, ,如果帶電體如果帶電體本身的線度遠小于它們之間的距離帶電體本身的線度遠小于它們之間的距離帶電體本身的大小本身的大小, ,對我們所討論的問題影響甚小對我們所討論的問題影響甚小, ,相對來說相對來說可把帶電體視為一幾何點可把帶電體視為一幾何點, ,并稱它并稱它為點電荷為點電荷( (只有電荷量只有電荷量, ,沒有大小、形狀沒有大小、形狀) ) 。2.2.點電荷是點電荷是實際帶電體在一定條件下的抽象實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的一個是為了簡化某些問題的討論而

2、引進的一個理理想化的模型想化的模型。3.3.點電荷本身的線度不一定很小點電荷本身的線度不一定很小, ,它所帶的它所帶的電量也可以很大。電量也可以很大。點電荷這個概念與力學(xué)中點電荷這個概念與力學(xué)中的的“質(zhì)點質(zhì)點”類似類似。 例例:一個半徑一個半徑r1=10cm的帶電圓盤的帶電圓盤,如果考如果考慮它和慮它和d1=10m處某個電子的作用力處某個電子的作用力,就就完全可以把它看作完全可以把它看作_. 點電荷點電荷一個無限大的帶電平面一個無限大的帶電平面 而如果這個電子離帶電圓盤只有而如果這個電子離帶電圓盤只有d2=1mm,那么這一帶電圓盤又相當(dāng)于那么這一帶電圓盤又相當(dāng)于_.質(zhì)點：在力學(xué)中，當(dāng)一個物體的

3、大小、形狀質(zhì)點：在力學(xué)中，當(dāng)一個物體的大小、形狀與研究的問題關(guān)系不大時與研究的問題關(guān)系不大時,我們可以忽略這些我們可以忽略這些次要因素次要因素,而把物體當(dāng)作一個僅有質(zhì)量的點而把物體當(dāng)作一個僅有質(zhì)量的點. 以后以后,會學(xué)到會學(xué)到”彈簧振子彈簧振子”、”單擺單擺” 、”理想氣體理想氣體”、”光線光線”等理想化模型等理想化模型.地球能否看成質(zhì)點？地球能否看成質(zhì)點？課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1 1、關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是：、關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是： A .A .真正的點電荷是不存在的真正的點電荷是不存在的 B .B .點電荷是一種理想模型點電荷是一種理想模型 C .C .足夠小的電荷就是點電荷

4、足夠小的電荷就是點電荷 D .D .一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的一個帶電體能否看成點電荷，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 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？二、庫侖定律二、庫侖定律 猜想猜想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演示演示實驗表明：實驗表明：電荷

5、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 1.F1.F與與r r有關(guān)有關(guān) 庫侖的實驗庫侖的實驗研究方法研究方法：控制變量法控制變量法. .庫侖扭秤1 庫侖扭秤3 結(jié)論：結(jié)論：保持兩球上的電量不變保持兩球上的電量不變，改變兩球，改變兩球之間的距離之間的距離r r，從實驗結(jié)果中庫侖得出，從實驗結(jié)果中庫侖得出靜電靜電力與距離的平方成反比力與距離的平方成反比，即，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 庫侖的實驗庫侖的實驗結(jié)論：結(jié)論：保持兩球間的距離不變保持兩球間的距離不變，改變兩

6、球，改變兩球的帶電量，從實驗結(jié)果中庫侖得出的帶電量，從實驗結(jié)果中庫侖得出靜電力靜電力與電量的乘積成正比與電量的乘積成正比，即，即 F qF q1 1q q2 2 真空中兩個點電荷之間的相互作用力，真空中兩個點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，作用力的方向的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上在它們的連線上,同種電荷相互排斥同種電荷相互排斥,異種異種電荷相互吸引。電荷相互吸引。大?。?22q 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

7、范圍：適用范圍：1. 1.真空中；真空中； 2.2.點電荷點電荷. .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.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 .點電荷就是體積很小的電荷點電荷就是體積很小的電荷B .B .點電荷就是體積和帶電量都很小點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，可知， 當(dāng)當(dāng)r 0 r 0 時，時，F(xiàn) F D .D .靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的122q qFkr D D 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

8、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：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力、內(nèi)容：真空中兩個點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 點電荷點電荷4 4、點電荷：是一種理想模型、點電荷：

9、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離小很多時, ,帶電體可視為點電荷帶電體可視為點電荷. .k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3、 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。現(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/8C若改為” a a和和b b帶等量同種電荷帶等量同種電荷”,選( )D課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、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)它