人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课堂教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课堂教学ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了新课引入，电荷间的相互作用力，库伦定律，库仑扭秤，细银丝，平衡小球B，带电小球C，带电小球A，刻度盘与指针，静电力的叠加原理等内容，欢迎下载使用。

“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”这句话是用来定性描述电荷间的相互作用的，直到18世纪中叶人们才开始对电荷间的相互作用进行定量的研究。那么，电荷之间相互作用的大小与哪些因素有关呢？
实验器材：带正电的带电体A、丝线、带正电的小球、铁架台
探究影响电荷间相互作用力的因素
实验步骤：（1）带正电的带电体A置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1 、P2 、P3 等位置。
（2）带电体A与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？（3）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
实验结论：通过上面的实验可以看到，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。
电荷之间的作用力会不会与万有引力 具有相似的形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力， 会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？
卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。他设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），对电荷之间的作用力开展研究。库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。
库仑的实验实验装置库仑的实验装置：库仑扭秤器材组成细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B
实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度来比较力的大小。实验方法：控制变量法实验步骤（1）探究F与r的关系
①装置如图：细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。
②把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。③将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。④保持A、C的电量不变，改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可以找到力F与距离r的关系。
①使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为 ······
②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。
（2）探究F与q的关系
实验结论（1）保持A、C电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝1/r2（2）保持A、C之间距离不变时，F与 q1、q2 的乘积成正比 F∝ q1q2 综合上述实验结论，可以得到如下关系式：
2.库仑定律的表达式：
（1）式中的k是比例系数，叫做静电常量。
（2）方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
（3）在国际单位制中，电荷量的单位是库仑（C），力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m）。通过实验测定 k 的数值是k＝9.0×109 N·m2 / C
库仑定律内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。适用条件 严格说，这个定律只适用于真空中的两个静止的点电荷。说明：实际上对空气中两个静止点电荷，或运动速度不大的两个点电荷也可以用库仑定律它们的静电力。
从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析，这种看法是错误的。因为当r→0时，两带电体已不能看作点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用了。
实验发现：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷作用力的矢量和。
（1）电荷q1、q3带同种电荷， 两电荷之间的距离为r，先引入电荷q2，使其处于静止状态。试确定电荷q2的位置、电性和它的电荷量 。
结论：这表明点电荷q2处于静止状态与其电性、电荷量的多少无关，只与其放置的位置有关，且应放置在靠近带电量小的点电荷的内侧。
由q2平衡条件可知，它应放在q1、q3之间的连线上
例：两个固定的点电荷间引入第三个点电荷，使第三个点电荷处于静止状态。
（2）电荷q1、q3带异种电荷， 两电荷之间的距离为r，先引入电荷q2，使其处于静止状态。试确定电荷q2的位置、电性和它的电荷量 。
结论：这表明点电荷q2处于静止状态与其电性、电荷量的多少无关，只与其放置的位置有关，且应放置在带电量小的点电荷的外侧。
由q2平衡条件可知，它应放在q1、q3连线的延长线上
两个固定的点电荷间引入第三个点电荷，使第三个点电荷处于静止状态。
“同内”就是第三个点电荷应放在两个同种电荷的连线间；“异外”是指第三个点电荷应放在两个异种电荷连线的延长线上；“近小”是指第三个点电荷应靠近电荷量小的点电荷。
例1.“点电荷”是指______________________________________________________________是一种理想化模型。库仑定律是电磁学的基本定律之一，可表述为：真空中两个静止________之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成____比，跟它们距离的二次方成_____比，作用力的方向在它们的________上。
当带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时
例2.固定的A、B两个点电荷都带负电，相距10cm，今将第三个点电荷C放在A、B之间连线上距A为2cm，C恰好处于静止状态，则A、B两点电荷电量之比QA:QB =______。
例3.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的( )A．7倍 B．8倍 C．9倍 D．10倍
例4.如图所示，两个点电荷分别放在光滑绝缘水平面上的A、B两处，A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q1＝4Q2，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则（　　）A．Q3为正电荷，且放于A左方B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为负电荷，且放于A、B之间D．Q3为正电荷，且放于B右方
1、库仑定律：空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1,Q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。 方向:在两点电荷的连线上，同种相斥，异种相吸。2、静电力叠加原理：对于两以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。