9-2庫侖定律（課件）（人教版2019必修第三冊）

9.2庫侖定律一、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、鐵架臺演示實(shí)驗(yàn)：探究影響電荷間相互作用力的因素一、電荷之間的作用力實(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。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)？

探究影響電荷間相互作用力的因素結(jié)論：電荷之間的作用力，（1）隨距離的增大而減少；（2）隨電荷量的增大而增大一、電荷之間的作用力思考：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(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。庫侖1、庫侖定律（1）內(nèi)容：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，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。（2）關(guān)系式：

（3）電荷之間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力（4）適用條件：（1）真空中；（2）靜止點(diǎn)電荷當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大的多，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電體可視為點(diǎn)電荷。2、點(diǎn)電荷質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，是一種理想化模型。平衡小球B細(xì)銀絲帶電小球C帶電小球A刻度盤與指針器材組成二、庫侖的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對應(yīng)關(guān)系.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法二、庫侖的實(shí)驗(yàn)①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)。②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。③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。④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。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）探究F與r的關(guān)系①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者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為······

②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)系實(shí)驗(yàn)步驟：庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)演示國際單位制中，電荷量單位是庫倫（C）、力的單位是牛頓（N）距離單位是米（m）K值由實(shí)驗(yàn)測定靜電力常量庫侖定律的表達(dá)式：1、當(dāng)電量不變時，F(xiàn)與距離r的二次方成反比F∝1/r22、當(dāng)之間距離不變時，F(xiàn)與、的乘積成正比結(jié)論：例1、已知?dú)浜说馁|(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力，所以在研究微觀帶電粒子的相互作用時，萬有引力忽略不計。解：氫核與電子所帶的電荷量都是1.6×10-19c三、靜電力計算思考：前面研究的都是兩個點(diǎn)電荷，如果存在兩個以上的點(diǎn)電荷，那么每個點(diǎn)電荷會受到怎樣的作用力？

靜電力是一種性質(zhì)力，它的合成與分解同樣都遵循平行四邊形法則，所以對于兩個以上的點(diǎn)電荷，其中每一個點(diǎn)電荷所受的靜電力等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時對該點(diǎn)電荷的作用力的矢量和例2、真空中有三個點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，每個點(diǎn)電荷都是+2×10-6c,求：Q3所受的庫侖力。Q2Q1Q3解：受力分析，Q3共受F1和F2兩個力的作用Q1=Q2=Q3=Q，相互間的距離r都相同,所以F1F2F根據(jù)平行四邊形法則：合力的方向沿Q1、Q2的連線的垂直平分線向外30。1．兩個點(diǎn)電荷，在真空中相距為r時，庫侖力的大小為F。若它們的電荷量和距離都加倍，則庫侖力的大小變?yōu)椋?/p>

）A．F/2

B．F C．2F D．4FB2．真空中，兩個完全相同的金屬小球，分別帶有+2Q和-Q的電荷量，當(dāng)它們相距為r時，它們之間的庫侖力大小為F。若把它們接觸后分開，置于相距為2r的兩點(diǎn)，則它們之間的庫侖力大小將變?yōu)椋ǎ〢．F/4

B．F/8

C．F/32

D．F/16C3．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中，正確的是（）A．帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷B．直徑大于1cm的帶電球體一定不能看成點(diǎn)電荷C．直徑小于1cm的帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷D．點(diǎn)電荷是理想化的模型D4．如圖所示，兩個帶電金屬小球中心距離為r，所帶電荷量相等為Q，則關(guān)于它們之間電荷的相互作用力大小F的說法正確的是（）A．若是異種電荷，B．若是同種電荷，C．不論何種電荷，D．不論是何種電荷，B5．如圖為庫侖扭秤．細(xì)銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡．當(dāng)把另一個帶電的金屬球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸線扭轉(zhuǎn)的角度，便可找到力F與距離r的關(guān)系．這一實(shí)驗(yàn)中用到了下列哪些物理方法（）①微小量放大法

②極限法

③比值定義法

④控制變量法A．①② B．①③ C．①④ D．③④C6．如圖所示，在邊長為l的正方形的每個頂點(diǎn)都放置一個點(diǎn)電荷，其中a和b電荷量均為＋q，c和d電荷量均為－q。靜電力常量為k，則a電荷受到的其他三個電荷的靜電力的合力大小是（）A．0 B． C． D．DB7．如圖所示，直角三角形中ABC，。兩個點(diǎn)電荷分別固定在A、C兩點(diǎn)，某試探電荷在B點(diǎn)受到的電場力方向與AB垂直，取sin370=0.6;cos370=0.8。則A、C兩點(diǎn)處點(diǎn)電荷的電荷量之比為（）A．3∶4