(新教材)庫侖定律完整版人教版1課件

1、庫侖定律庫侖定律演示實驗新知講解一、電荷之間的作用力實驗器材：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+實驗步驟：（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。演示實驗新知講解一、電荷之間的作用力實驗器材：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)？實驗結(jié)論：通過上面的實驗可以看到，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?。他設(shè)計了一個十分精妙的實驗（扭秤實驗），對電荷之間的作用力開展研究。庫侖做了大量實驗，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)容真空中兩個靜止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，這個定律只適用于真空中的兩個靜止的點電荷。新知講解1.庫侖定律內(nèi)容說明：實際上對空氣中兩個靜止點電荷，或運動速度不大的兩個點電荷也可以用庫侖定律它們的靜電力。新知講解3.點電荷(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，這樣的帶電體可以看作帶電的點，叫作點電荷。說明：實際上對空氣中兩個靜止點電荷，或運動速度不大的兩個點電新知講解 (2)點電荷是理想化的物理模型點電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)

4、中的質(zhì)點，實際中并不存在。(3)點電荷只具有相對意義點電荷是一個相對的概念，一個帶電體能否看作點電荷，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，完全可以把它們視為點電荷。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解 (2)點電荷是理想化的物理模型(3)點電荷只具有相新知講解實驗裝置庫侖的實驗裝置：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、庫侖的實驗1.庫侖的實驗人教版

5、高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解實驗裝置庫侖扭秤細(xì)銀絲平衡小球B帶電小球C帶電小球A新知講解實驗原理：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小。實驗方法：控制變量法實驗步驟（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)。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解實驗原理：A和C之間的作用力使懸絲

6、扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)新知講解把另一個帶電的金屬小球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。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解把另一個帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而新知講解使一個帶電金屬小球與另一個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

7、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)系人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解使一個帶電金屬小球與另一個不帶電的完全相同的金屬小新知講解實驗結(jié)論（1）保持A、C電量不變時，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，F(xiàn)與 q1、q2 的乘積成正比 F q1q2 綜合上述實驗結(jié)論，可以得到如下關(guān)系式：2.庫侖定律的表達(dá)式：（1）

8、式中的k是比例系數(shù)，叫做靜電常量。（2）方向：在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解實驗結(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）。通過實驗測定 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，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，這種看法是錯誤的。因為當(dāng)r0時，兩帶電體已

9、不能看作點電荷，庫侖定律及其公式也就不再適用了。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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、靜電力計算庫侖是一個非常大的電荷量單位根據(jù)庫侖定律 ，兩個電荷量為 1 C 的點電荷在真空中相距1m 時，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。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件

10、(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解三、靜電力計算人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定新知講解1.庫侖定律的應(yīng)用庫侖定律既可以計算庫侖力的大小，還可以判斷庫侖力的方向。當(dāng)帶電體帶負(fù)電荷時，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。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解1.庫侖定律的應(yīng)用人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫新知講解【例題 1】在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最

11、短距離為 5.310 -11 m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。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。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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，它們之間的靜電力人教版高中物理

12、必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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?？梢?，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，可以把萬有引力忽略。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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）如果存在兩個以上點電荷，那么，每

13、個點電荷都要受到其他所有點電荷對它的作用力。兩個點電荷之間的作用力不會因第三個點電荷的存在而有所改變。（2）兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解3.靜電力的疊加原理（1）如果存在兩個以上點電荷，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電荷之間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。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之間的靜電力

14、的大小和方向。例如：均勻帶電球、均勻帶電球殼：對球外空間的點電荷作用，可以等效為電荷集中在球心的點電荷，再用庫侖定律求力。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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】真空中有三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為 50 cm 的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是 2.010 -6 C，求它們各自所受的靜電力。一個點電荷所受的靜電力分析：根據(jù)題意作圖。每個點電荷都受到其他兩個點電荷的斥力，因此，只要求出一個點電荷（例如 q

15、3 ）所受的力即可。q1q3+q2F1FF2人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解【例題2】真空中有三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長新知講解解:根據(jù)庫侖定律，點電荷 q3 共受到 F1 和 F2 兩個力的作用。其中q1 q2 q3 q每兩個點電荷之間的距離 r 都相同，所以根據(jù)平行四邊形定則可得F 2F1cos 30 0.25 N人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解解:根據(jù)庫侖定律，點電荷

16、 q3 共受到 F1 和 F新知講解點電荷 q3 所受的合力 F 的方向為 q1 與 q2 連線的垂直平分線向外。每個點電荷所受的靜電力的大小相等，數(shù)值均為 0.25 N，方向均沿另外兩個點電荷連線的垂直平分線向外。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解點電荷 q3 所受的合力 F 的方向為 q1 與 q課堂練習(xí)1.“點電荷”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：真空中兩個靜止_之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成_比，跟它們距離的二次方成_比，作用力的方向在它們

17、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時點電荷正反連線 人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)課堂練習(xí)1.“點電荷”是指_新知講解3.真空中有兩個靜止的點電荷，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兩個點電荷都帶負(fù)電，相距10cm，今將第三個點電荷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兩點電荷電量之比QA:QB =_。1:16人教版高中物理必修

18、3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)新知講解3.真空中有兩個靜止的點電荷，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，進行了以下的實驗:M是一個帶正電的物體，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，這個實驗結(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人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物

19、理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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，進行了課堂練習(xí)5. 如圖所示，O是一個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靜止時懸線與豎直方向成一夾角：現(xiàn)將帶電小球O向右移動少許，使O、P間距離減小，當(dāng)小球P再次靜止時，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人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)課堂練習(xí)5. 如圖所示，O是一個放置在絕緣支架上的帶

20、電小球，拓展提高1.有兩個完全相同的金屬小球A和B(它們的大小可忽略不計)，分別帶電荷量q和5q，當(dāng)它們在真空中相距一定距離時，A球?qū)球的斥力為F，若用絕緣手柄移動這兩個小球，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人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)拓展提高1.有兩個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

21、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人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)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3.兩個用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球（可看成點電荷），其中一個球的帶電量的絕對值是另一個

22、的5倍，當(dāng)它們靜止于空間某兩點時，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人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)拓展提高3.兩個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 / C （2）方向：在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸2.適用條件 ：適用于真空中的兩個靜止的點電荷。3.靜電力的疊加原理（1）兩個點電荷之間

23、的作用力不會因第三個點電荷的存在而有所改變。（2）兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)課堂總結(jié)1.庫侖定律的表達(dá)式人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)板書設(shè)計一、電荷之間的作用力1.庫侖定律內(nèi)容2.適用條件 嚴(yán)格說，這個定律只適用于真空中的兩個靜止的點電荷。3.點電荷二、庫侖的實驗1.實驗方法：控制變量法人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)板書設(shè)計一、電荷之間的作用力人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)板書設(shè)計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。k9.0109 Nm2 / C （2）方向：在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。三、靜電力計算1.庫侖定律的應(yīng)用2. 靜電力的疊加原理人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)人教版高中物理必修3第9章第2節(jié)庫侖定律PPT優(yōu)質(zhì)課件(共33張)板書設(shè)計2.庫侖定律的表達(dá)式（1）式中的k是比例系數(shù)，叫做靜1.散文的寫作從此變得面貌一新：不僅由“白話”替代了“文言”，在“文字媒體