11電荷-庫倫定律講解課件

第一節(jié)電荷庫侖定律一、接引雷電下九天2、富蘭克林實驗的意義富蘭克林成功地將天電引入萊頓瓶，還用引下的電做了實驗，證明了天電和摩擦產(chǎn)生的電是相同的富蘭克林的實驗證明閃電是一種放電現(xiàn)象，與摩擦產(chǎn)生的電沒有區(qū)別。他統(tǒng)一了天電和地電，使人類擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信問題：富蘭克林為我們揭開了天電的奧秘——它跟地上的電是一樣的。那么，地上的電有什么性質(zhì)？它從哪里來？它的存在跟我們的生活有哪些關(guān)系？你也可以制造雷電一、電荷自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷電荷的性質(zhì)：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。且?guī)щ婓w有吸引輕小物體的性質(zhì)+_原子的構(gòu)成原子（中性）原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強相互作用核力自由電子離子離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子失去電子帶正電正離子得到電子帶負電負離子1、摩擦起電演示原因：不同物質(zhì)對原子吸引束縛不同微觀解釋：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。得到電子：帶負電失去電子：帶正電使物體帶電的方法2：靜電感應(yīng)：1、演示實驗——感應(yīng)起電：金屬內(nèi)有自由移動的電子自由電子

每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。三、靜電感應(yīng)：1、演示實驗——感應(yīng)起電2、概念：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)．

3、規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，遠端感應(yīng)等量同種電荷4、實質(zhì)：使導(dǎo)體中的正負電荷分開，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。（3）靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體A和B時，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷．感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負電荷分開，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．

3、接觸帶電接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ微觀解釋：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體使物體帶電的方法

是否只有當帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時，金屬箔片才開始張開？當帶電導(dǎo)體棒靠近驗電器上端的金屬球時，由于靜電感應(yīng)，金屬球帶與導(dǎo)體棒相反的電荷，金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同的電荷1、起電的本質(zhì)無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.二、電荷守恒定律：2、電荷守恒定律（物理學(xué)的基本定律之一

）表述一：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.

表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。三、元電荷1、電荷量：電荷的多少，簡稱電量。單位:庫侖C

元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得到的．比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多．盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的“＋”、“－”號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）．一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用負值表示．

1906到1917年，密立根用液滴法測定了電子電荷，證明微小粒子帶電量的變化是不連續(xù)的，它只能是元電荷e

的整數(shù)倍,即粒子的電荷是量子化的。

迄今所知:電子是自然界中存在的最小負電荷，質(zhì)子是最小的正電荷。元電荷:e=1.6×10-19庫侖(C)

元電荷問題：同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引

既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？五、庫侖定律

演示：探究影響電荷間相互作用力的因素實驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

探究一:影響電荷間相互作用力的因素過程與方法:控制變量法保持電量Q不變,距離r與F有什么關(guān)系?保持距離r不變,電量Q與F有什么關(guān)系?距離r越小,作用力F越大電量Q越多,作用力F越大庫侖定律內(nèi)容：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。+q1q2rF1F2k叫靜電力常量

:

表達式:庫侖定律注意事項適用條件：真空中的點電荷式子中各個物理量的含義：k是一個常量——靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2。F、Q1、Q2、r選用單位：電荷—庫侖（C）力—N，距離—m常量k—N·m2/C2

帶電體的大小,形狀,電荷分布,對庫侖力沒有影響帶電體可以看作點電荷。點電荷:理想化模型適用范圍:①真空中②靜止的點電荷可看作點電荷的條件：帶電體本身的線度<<到其它帶電體的距離典型實例:帶電球體、空心帶電球殼等即:只有電量而無幾何形狀與大小的帶電體。點電荷

1、在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體本身的線度遠小于它們之間的距離．帶電體本身的大小，對我們所討論的問題影響甚小，相對來說可把帶電體視為一幾何點，并稱它為點電荷。2、點電荷是實際帶電體在一定條件下的抽象，是為了簡化某些問題的討論而引進的一個理想化的模型。3、點電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點電荷這個概念與力學(xué)中的“質(zhì)點”類似。異種電荷庫侖力的方向同種電荷

靜止電荷間的相互作用力叫做靜電力或庫侖力。：在它們的連線上。

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(zhì)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。

小結(jié)：電子和質(zhì)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引為解析:

例2:真空中有三個三個點電荷,它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上,每個點電荷都是,求它們的庫侖力.Q1Q2QF2F1F

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3:在真空中有兩個相距0.3m的點電荷，所帶的電荷量分別是2×10-8C和-4×10-8C。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

小結(jié)：在應(yīng)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。小結(jié)1、自然界存在兩者電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2、使物體帶電的方式帶電方式(1)摩擦起電：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(3)感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分規(guī)律：近異遠同

3、元電荷e：指電子（或質(zhì)子）的電荷量，稱為元電荷4、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.5、庫侖定律（1）內(nèi)容：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力,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.（2）公式：（3）適用條件：⑴真空⑵點電荷（4）點電荷：是一種理想模型.當帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時,帶電體可視為點電荷.k=9.0×109N·m2/C2課堂訓(xùn)練

1、關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是：

A.真正的點電荷是不存在的．

B.點電荷是一種理想模型．

C.足夠小的電荷就是點電荷．

D.一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計ABD課堂訓(xùn)練2、下列說法中正確的是：

A.點電荷就是體積很小的電荷．

B.點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體．

C.根據(jù)可知，當r0時，F(xiàn)∞

D.靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的．D課堂訓(xùn)練3、三個相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和b帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，a、b之間的靜電力為F?，F(xiàn)將c球分別與a、b接觸后拿開，則a、b之間的靜電力將變?yōu)椋ǎ?/p>

A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8C4、科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：

A、把質(zhì)子或電子叫元電荷．

B、1.60×10-19C的電量叫元電荷．

C、電子帶有最小的負電荷，其電量的絕對值叫元電荷．

D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷．

B、C、D．

課堂訓(xùn)練5、有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則：

A．B、C球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電

C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練6、絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜．在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖所示．現(xiàn)使b帶電，則（

）

A、a、b之間不發(fā)生相互作用

B、b將吸引a，吸住后不放開

C、b將立即把a排斥開

D、b先吸引a，接觸后又把a排斥開D課堂訓(xùn)練7、如圖所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷__________．若手的接觸點改在A端，情況又如何___________。負電荷負電荷作業(yè)8、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是:A.導(dǎo)體B帶負電;B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等;C.若A不動,將B沿圖中aa`分開,則兩邊的電荷量大小可能不等,與如何分有關(guān);D.若A向B逐漸靠近,在B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化;E.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.BAaa`BE1、使一個物體帶電的方式有三種，它們是

、

和

，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結(jié)論也被稱之為

定律。2、將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負電荷的導(dǎo)體B接觸后，在導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)（）

A．增加B．減少C．不變D．先增加后減少課堂練習C摩擦起電感應(yīng)起電接觸帶電電荷守恒定律3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為__________；一個電子的電量為____________，一個質(zhì)子的電量____________；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的______．最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家

，這位科學(xué)家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電的

。4、把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是（）

A．帶有等量異種電荷B．帶有等量同種電荷

C．帶有不等量異種電荷D．一個帶電，另一個不帶電1.6×10－19C

課堂練習－1.6×10－19C

1.6×10－19C

整數(shù)倍

密立根比荷BCD作業(yè)5、有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引

的，如果A帶正電，則（）

A．B、C球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a（圖1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球A和金箔b的帶電情況是（）

A．a(chǎn)帶正電，b帶負電

B．a(chǎn)帶負電，b帶正電

C．a(chǎn)、b均帶正電

D．a(chǎn)、b均帶負電

E．a(chǎn)、b均不帶電課堂練習CC7、圖7中A、B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況：（1）A、B接觸后分開，再移去C，則A________，B______；（2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開，則A_______，B_______．（3）A、B接