光的原理課件8.1 真空中的庫侖定律

8.1真空中的庫侖定律電荷守恒定律真空中的庫侖定律摩擦生電問題引入兩種基本電荷元電荷與點電荷

公元前6世紀人們發(fā)現(xiàn)與毛皮磨擦的琥珀能夠吸引毛發(fā)等輕小物體，對電磁現(xiàn)象有了初步認識。

18世紀后人們開始了電荷相互作用的定量研究，對電磁現(xiàn)象及其規(guī)律有了進一步的認識。

電的研究和應用在認識和改造世界中展現(xiàn)出巨大的活力。問題引入一、摩擦生電

用摩擦的方法可以使物體帶電。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電荷。自然界中有正、負兩種電荷。電荷之間有相互作用力。同種電荷相互排斥二、兩種基本電荷異種電荷相互吸引利用同性相斥異性相吸的原理可制成驗電器質子和電子帶有等量的異種電荷，電荷量用e表示。實驗表明所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍。因此e被稱為元電荷。三、元電荷與點電荷如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀與大小對相互作用力的影響可以忽略不計，這樣的帶電體可以看作點電荷。四、電荷守恒定律

電荷既不能被創(chuàng)生，也不能被消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的總量不變。

在真空中，兩個靜止點電荷之間相互作用力的大小，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟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。這個規(guī)律叫做真空中的庫侖定律。五、真空中的庫侖定律

+q1q2rF1F2靜止電荷間的相互作用力叫做靜電力或庫侖力。式中k叫做靜電力恒量，

解：氫原子核與電子之間的庫侖力

F電為

例1在氫原子中，原子核只有1個質子,核外只有1個電子,它們之間的距離

r=5.3×10-11m。求氫原子核與電子之間的庫侖力

F電及它們之間的萬有引力F引。

討論：電子和質子間的萬有引力比庫侖力小得多，因而在研究微觀世界的各種物理過程中，萬有引力可忽略不計。因此，電子繞核運動的向心力，可認為只來源于庫侖力。

氫原子核與電子之間的萬有引力

F

引

為

分析：如圖所示，用“+”“–”號表示電荷的正負。根據(jù)牛頓第三定律，電荷q

1、q

2

之間的作用力F1

和

F2

是大小相等，方向相反。

例2在真空中有兩個相距

0.3

m的點電荷，所帶的電荷量分別是

2×10-8

C和-4×10-8

C。求每個電荷受到的靜電力有多大，是引力還是斥力？+q1q2rF1F2

解：正、負電荷之間的相互作用力為吸引力，大小為

討論：在應用庫侖定律求電荷間的相互作用力時，電荷量的正負號不要代入公式進行計算，只用它們的絕對值進行計算，方向另外說明。1.真空中有兩個點電荷，它們相距0.05m時，相互吸引力為0.08N；它們相距0.10m時,相互吸引力又是多少?解：根據(jù)庫侖定律得

練習

解：根據(jù)庫侖定律

得2.在真空中，一個電荷量為2.0×10–9

C的點電荷