技術(shù)物理下冊7-1庫侖定律

1、7-1 真空中的庫侖定律真空中的庫侖定律現(xiàn)象與思考現(xiàn)象與思考正電荷正電荷 負(fù)電荷負(fù)電荷電荷量電荷量 元電荷元電荷點電荷點電荷真空中的庫侖定律真空中的庫侖定律現(xiàn)象與思考現(xiàn)象與思考 1. .在干燥的天氣里，用塑料梳子梳頭發(fā)，梳在干燥的天氣里，用塑料梳子梳頭發(fā)，梳子會吸引小紙片。子會吸引小紙片。 2. .當(dāng)手接觸過毛衣或化學(xué)纖維合成物品后，當(dāng)手接觸過毛衣或化學(xué)纖維合成物品后，再接觸物體或人體會感到點擊。再接觸物體或人體會感到點擊。 3. .玻璃棒和絲綢摩擦后能吸引紙屑等輕小物玻璃棒和絲綢摩擦后能吸引紙屑等輕小物體。體。 4. .硬橡膠棒和毛皮摩擦后能使驗電器的兩硬橡膠棒和毛皮摩擦后能使驗電器的兩片金

2、屬箔張開。片金屬箔張開。一、一、正電荷負(fù)電荷正電荷負(fù)電荷 1.自然界中只有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。自然界中只有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。2.實驗實驗( (摩擦起電摩擦起電) )中玻璃棒和毛皮帶的是正中玻璃棒和毛皮帶的是正電荷，絲綢和硬橡膠棒帶的是負(fù)電荷。電荷，絲綢和硬橡膠棒帶的是負(fù)電荷。3.帶電過程是電荷在物體之間或在物體的一帶電過程是電荷在物體之間或在物體的一部分與另一部分之間的轉(zhuǎn)移，并沒有產(chǎn)生部分與另一部分之間的轉(zhuǎn)移，并沒有產(chǎn)生新電荷。新電荷。二、電荷量二、電荷量 元電荷元電荷1.電荷量：電荷量：物體所帶電荷的多少稱為電荷量。物體所帶電荷的多少稱為電荷量。用用 Q 或或 q 表示表示SI

3、 單位是庫侖，符號是單位是庫侖，符號是 C2.元電荷：元電荷： 質(zhì)子、電子所帶的正電荷和負(fù)電荷的絕質(zhì)子、電子所帶的正電荷和負(fù)電荷的絕對值稱為元電荷。對值稱為元電荷。用用 e 表示，表示，e = =1.60210-19 C 任何帶電體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，任何帶電體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，即即 Q= =ne，n0, ,物體帶正電；物體帶正電；n0,物體帶負(fù)電。物體帶負(fù)電。三、點電荷三、點電荷 若帶電體的線度比它到其他帶電體之間若帶電體的線度比它到其他帶電體之間的距離小很多時，這個帶電體的形狀、大小的距離小很多時，這個帶電體的形狀、大小和電荷的分布對電荷間的相互作用的影響已和電荷的分

4、布對電荷間的相互作用的影響已無關(guān)緊要，可以把這個帶電體看做一個帶電無關(guān)緊要，可以把這個帶電體看做一個帶電的點。這樣的帶電體稱為點電荷。的點。這樣的帶電體稱為點電荷。2.注意事項：注意事項： 點電荷是突出主要因素，忽略次要因素，點電荷是突出主要因素，忽略次要因素，經(jīng)過科學(xué)抽象的物理模型。經(jīng)過科學(xué)抽象的物理模型。1.定義：定義：四、真空中的庫侖定律四、真空中的庫侖定律1.內(nèi)容：內(nèi)容： 真空中兩個點電荷真空中兩個點電荷 Q1 和和 Q2 之間相互作用之間相互作用力的大小與力的大小與 Q1Q2 的乘積成正比，與它們之間的乘積成正比，與它們之間的距離的距離 r 的二次方成反比；作用力的方向在兩的二次方成

5、反比；作用力的方向在兩個點電荷的連線上。個點電荷的連線上。2.公式：公式： F =_ kQ1Q2r2 比例系數(shù)比例系數(shù) k 稱為靜電力常量，公式中各量都使稱為靜電力常量，公式中各量都使用用 SI 單位時，單位時，k9109 Nm2C23.庫侖力或靜電力庫侖力或靜電力 電荷之間的相互作用力稱為庫侖力或靜電力。電荷之間的相互作用力稱為庫侖力或靜電力。（動畫）庫侖定律的驗證（動畫）庫侖定律的驗證同號電荷相互排斥，異號電荷相互吸引（圖同號電荷相互排斥，異號電荷相互吸引（圖7.1-1）F1F2Q1Q2r(a)同號電荷間作用力是排斥力同號電荷間作用力是排斥力(b)異號電荷間作用力是吸引力異號電荷間作用力是

6、吸引力圖圖7.1-1 電荷間的相互作用力電荷間的相互作用力rF1Q1Q2F24.庫侖定律的應(yīng)用庫侖定律的應(yīng)用求兩個點電荷間相互作用力的步驟求兩個點電荷間相互作用力的步驟 （1）利用庫侖公式計算力的大小，計算時電荷利用庫侖公式計算力的大小，計算時電荷量用絕對值代入。量用絕對值代入。 （2）確定作用力的方向：同性電荷間的作用力確定作用力的方向：同性電荷間的作用力是排斥力，異性電荷間的作用力是吸引力。是排斥力，異性電荷間的作用力是吸引力。5.相對介電常量或相對電容率：相對介電常量或相對電容率： 若把兩個點電荷放到電介質(zhì)（絕緣體）中，他若把兩個點電荷放到電介質(zhì)（絕緣體）中，他們之間的靜電力是真空中們之

7、間的靜電力是真空中的的 1r， r 為一為一純數(shù)，稱純數(shù)，稱為電介質(zhì)的相對介電常量，或相對電容率。電介質(zhì)為電介質(zhì)的相對介電常量，或相對電容率。電介質(zhì)不同，相對介電常量不同。不同，相對介電常量不同。例題例題 兩個正、負(fù)點電荷相距兩個正、負(fù)點電荷相距 10 cm，電荷量分別為，電荷量分別為4108 C 和和 -6108 C，它們在真空中的作用力，它們在真空中的作用力是多少？若把它們放到是多少？若把它們放到 r = =3 的煤油中，相互作用的煤油中，相互作用力又是多少？方向如何？力又是多少？方向如何？解：解： 已知已知 Q1= =410-8 C, ,Q2= =6108 C, , r=10 cm=0.

8、1 m, ,則在真空中，力的大小為則在真空中，力的大小為F=_kQ1Q2r2=910941086108N(1101)2=2.16103 N 由于由于 Q1Q2 是異號是異號電荷，作用力為引力，電荷，作用力為引力，方向如圖方向如圖7.1-2所示。所示。FQ1Q2r圖圖7.1-2 在煤油中在煤油中r = 3，則，則有有F= Fr=_2.161033_F 小于真空中的作用力，仍為引力。小于真空中的作用力，仍為引力。=7.2104 NN練習(xí)練習(xí)1. 真空中相距為真空中相距為r的兩個電荷的兩個電荷 q1、q2 間的相互作用間的相互作用力為力為F，若當(dāng)它們間的距離縮小為，若當(dāng)它們間的距離縮小為 r/2 /2 時，相互時，相互作用力變?yōu)樽饔昧ψ優(yōu)開。若。若 q1 變?yōu)樽優(yōu)?2 2q1，其他量不變，其他量不變時，則相互作用力變?yōu)闀r，則相互作用力變?yōu)開。2. 1