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高中物理人教版 (新课标)选修32 库仑定律教学课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 库仑定律教学课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了复习回顾，实验表明，r一定时，q一定时，点电荷，库仑定律，2适用条件，库仑的实验，实验装置库仑扭秤，实验方法控制变量法等内容，欢迎下载使用。
同种电荷之间存在斥力，异种电荷之间存在引力。
电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？
1、一个放在北京的电荷和一个放在合肥的电荷之间的作用力是否可以忽略？2、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互靠近，电荷之间的作用力与思考1中的力相比较，哪个大？
3、视频：小孩被静电打飞了4、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？
大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素
1.可能跟电荷电量有关
2.可能与两个电荷间的距离有关
思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？
思考二：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
O是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较相同的小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。
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。
根据控制变量法可猜想：
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律。
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。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
（1）点电荷：把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。
点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。
（2）把带电体处理为点电荷的条件①当带电体的大小、形状及电荷的分布对相互作用力没有影响或影响可忽略时，可将带电体看作点电荷。②当带电体的线度比起相互作用的距离小很多，不考虑大小和电荷的具体分布时，带电体可视为点电荷。均匀带电的球体，由于球所具有的对称性，即使它们之间的距离不是很大，一般也可以当作电电荷来处理－－电荷集中在球心的点电荷。
（1）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。
电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。
①真空中；②静止的； ③点电荷
1、库仑扭秤：法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。
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，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系
想一想：B球的作用是什么呢？
（1）把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小。
（2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系。
改变A和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
在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？
1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比：F∝1/r2
2、当之间距离不变时，F与q1、q2的乘积成正比 F∝q1q2
式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为:
式中的k是比例系数，叫做静电常量。
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
3、关于库仑定律的说明（1）适用条件：真空（干燥的空气）、静止点电荷；（2）计算时q1、q2仅取电荷量的绝对值，方向再判断。（3）各物理量均取国际制单位。（4）两个电荷间的静电力是作用力和反作用力。如果点电荷不止两个，点电荷受到的静电力等于各点电荷独立作用时所受各力的矢量和。
微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。
如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所变化。
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点电荷的作用力的矢量和。
例2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6 c,求：Q3所受的库仑力。
解：Q3共受F1和F2两个力的作用，Q1=Q2=Q3=Q，相互间的距离 r 都相同,所以
根据平行四边形定则，合力是:
例3 真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开，此时A、B球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的2倍，则它们间静电力又为多大？
例4 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ ） A －Q，在A左侧距A为L处B －2Q，在A左侧距A为L/2处C －4Q，在B右侧距B为L处 D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡
题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？
此时，A、B不能保持平衡
解得：q=4Q 带负电
同种电荷之间存在斥力，异种电荷之间存在引力。
电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？
1、一个放在北京的电荷和一个放在合肥的电荷之间的作用力是否可以忽略？2、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互靠近，电荷之间的作用力与思考1中的力相比较，哪个大？
3、视频：小孩被静电打飞了4、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？
大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素
1.可能跟电荷电量有关
2.可能与两个电荷间的距离有关
思考一：这个力的大小通过什么可以比较出来？
思考二：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么方法进行研究？
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
O是一个带正电的物体。把系在绝缘丝线上的带正电的小球分别系在P1、P2、P3位置，比较相同的小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。
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。
根据控制变量法可猜想：
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律。
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。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
（1）点电荷：把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。
点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。
（2）把带电体处理为点电荷的条件①当带电体的大小、形状及电荷的分布对相互作用力没有影响或影响可忽略时，可将带电体看作点电荷。②当带电体的线度比起相互作用的距离小很多，不考虑大小和电荷的具体分布时，带电体可视为点电荷。均匀带电的球体，由于球所具有的对称性，即使它们之间的距离不是很大，一般也可以当作电电荷来处理－－电荷集中在球心的点电荷。
（1）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。
电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。
①真空中；②静止的； ③点电荷
1、库仑扭秤：法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。
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，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系
想一想：B球的作用是什么呢？
（1）把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小。
（2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系。
改变A和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
在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？
1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比：F∝1/r2
2、当之间距离不变时，F与q1、q2的乘积成正比 F∝q1q2
式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为:
式中的k是比例系数，叫做静电常量。
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
3、关于库仑定律的说明（1）适用条件：真空（干燥的空气）、静止点电荷；（2）计算时q1、q2仅取电荷量的绝对值，方向再判断。（3）各物理量均取国际制单位。（4）两个电荷间的静电力是作用力和反作用力。如果点电荷不止两个，点电荷受到的静电力等于各点电荷独立作用时所受各力的矢量和。
微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。
如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所变化。
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点电荷的作用力的矢量和。
例2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6 c,求：Q3所受的库仑力。
解：Q3共受F1和F2两个力的作用，Q1=Q2=Q3=Q，相互间的距离 r 都相同,所以
根据平行四边形定则，合力是:
例3 真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A、B(均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开，此时A、B球间的静电力变为多大？若再使A、B间距离增大为原来的2倍，则它们间静电力又为多大？
例4 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ ） A －Q，在A左侧距A为L处B －2Q，在A左侧距A为L/2处C －4Q，在B右侧距B为L处 D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡
题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？
此时，A、B不能保持平衡
解得：q=4Q 带负电
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