【課件】新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用2庫侖定律課件新人教版必修3

2.庫侖定律1.懸繩為什么發(fā)生了偏轉(zhuǎn)？2.當(dāng)棉球的位置發(fā)生變化時(shí)，懸繩的偏轉(zhuǎn)程度也發(fā)生了變化，你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？知道點(diǎn)電荷模型。知道兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律。體會(huì)探究庫侖定律過程中的科學(xué)思想和方法。1.了解點(diǎn)電荷模型。（物理觀念）2.掌握庫侖定律及應(yīng)用，明確庫侖定律及適用條件。（物理觀念）

3.通過靜電力與萬有引力的對(duì)比，體會(huì)自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性。（科學(xué)思維）4.能夠解決庫侖力作用下的帶電體的受力平衡問題。（科學(xué)思維）

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂結(jié)論：1.帶電量越大，偏角越大，力越大；帶電量越小，力越小。2.距離越近，偏角越大，力越大；距離越遠(yuǎn)，力越小。小球受力示意圖TGF偏角越大，力越大α二、庫侖的實(shí)驗(yàn)(一)法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ友芯砍隽穗姾砷g相互作用力的大小跟電量和距離的關(guān)系。1、實(shí)驗(yàn)裝置：庫侖扭秤2、器材組成：細(xì)銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B想一想：B球的作用是什么呢？使A球在水平面內(nèi)平衡探究F與q的關(guān)系：

改變A和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

在庫侖那個(gè)時(shí)代，還不知道怎么樣測量物體所帶的電荷量，甚至連電荷量的單位都沒有，又怎么樣做到改變A和C的電荷量呢？ACA電量均分ACAD條件：大小、形狀、材料完全相同的小球1.當(dāng)電量不變時(shí)，F(xiàn)與距離r的二次方成反比

F∝2.當(dāng)距離不變時(shí),F與

的乘積成正比F∝結(jié)論：三、庫侖定律1.內(nèi)容：

真空中兩個(gè)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。電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。2.庫侖定律的表達(dá)式式中的k是比例系數(shù)，叫做靜電力常量。3.適用范圍：（1）真空中（3）點(diǎn)電荷②點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。

①看成點(diǎn)電荷的條件：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷?！绢惐取奎c(diǎn)電荷類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)（2）靜止的

注意：是否可將帶電體看作點(diǎn)電荷不是看它本身的尺寸大小。如：一個(gè)半徑是10cm的帶電圓盤，如果考慮它和相距10m處的某個(gè)電子的作用力，就完全可以把它看作點(diǎn)電荷，而如果電子離帶電圓盤只有1mm，那么這一帶電圓盤就相當(dāng)于一個(gè)無限大的帶電平面。又如：同種電荷：電荷布在金屬球外側(cè)異種電荷：電荷分布在金屬球內(nèi)側(cè)

想一想：兩個(gè)靠近的帶電球體，是否可以看作是集中在球心位置的點(diǎn)電荷？適用于r=0的情況?+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++①若是點(diǎn)電荷，r為兩點(diǎn)間距離②相距較遠(yuǎn)時(shí)，均勻帶電球體或球殼對(duì)其外部點(diǎn)電荷的作用，r是球心與球外點(diǎn)電荷間的距離③公式不適用于r→0的情況（2）如何確定半徑rr注意：（1）計(jì)算大小時(shí)只需將電荷量的絕對(duì)值代入。⑴庫侖力是一種性質(zhì)力，與重力、彈力、摩擦力地位等同。⑵對(duì)帶電體的受力分析，一定不要忘記畫庫侖力。⑶庫侖力的合成與分解遵循平行四邊形定則。⑷庫侖力遵守牛頓第三定律，一對(duì)庫侖力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。（注意：一對(duì)庫侖力大小一定相等，與各自的帶電量無關(guān)）

三、靜電力的計(jì)算：1.理解靜電力

例題1：已知?dú)浜耍ㄙ|(zhì)子）質(zhì)量為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。試比較氫核與核外電子之間的庫侖力和萬有引力。解：庫侖力大小:萬有引力大小:

庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一，它由法國物理學(xué)家?guī)靵觯?736-1806）于1785年在實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)。你能初步談?wù)剮靵隽腿f有引力的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)嗎？萬有引力定律庫侖定律不同點(diǎn)只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯都是場力萬有引力場電場公式條件兩質(zhì)點(diǎn)之間兩點(diǎn)電荷之間

例題2：真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量都是+2×10-6C,求它們各自所受的庫侖力。q1q2q3解：q3共受F1和F2兩個(gè)力的作用，q1=q2=q3=q，相互間的距離

r都相同,所以根據(jù)平行四邊形定則，合力是:合力的方向沿q1與q2連線的垂直平分線向外。F1F2F3q1q2q3+++電荷庫侖定律忽略自身大小和質(zhì)量理想模型點(diǎn)電荷數(shù)學(xué)表達(dá)式k為靜電力常量大小方向判斷

庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)相互作用的定量關(guān)系1.（多選）庫侖定律的適用范圍是（）A．真空中兩個(gè)帶電球體間的相互作用B．真空中任意帶電體間的相互作用C．真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用D．真空中兩個(gè)大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離的靜止帶電體間的相互作用CD2.兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球，相距d，球的半徑比d小得多，分別帶q和3q的同種電荷，相互斥力為3F，現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸，然后分開，仍放回原處，則它們的相互斥力將變?yōu)椋ǎ〢．0B．FC．3FD．4FD3.兩個(gè)可自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負(fù)電Q2，且Q2=4Q1，另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3放在AB直線上．欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則：（）A、Q3為負(fù)電荷，且放于A左方B、Q3為負(fù)電荷，且放于B右方C、Q3為正電荷，且放于AB之間D、Q3為正電荷，且放于B右方A4.光滑絕緣的水平地面上有相距為L的點(diǎn)電荷A、B，帶電量分別為－4Q和+Q，今引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電量和放置的位置是（）

A－Q，在A左側(cè)距A為L處B－2Q，在A左側(cè)距A為L/2處C－4Q，在B右側(cè)距B為L處

D

+2Q，在A右側(cè)距A為3L/2處C5.(2018·全國卷I)如圖,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則 ()A.a、b的電荷同號(hào),

B.a、b的電荷異號(hào),

C.a、b的電荷同號(hào),

D.a、b的電荷異號(hào),D6.真空中兩個(gè)相同的帶等量異號(hào)電荷的金屬小球A、B(均可看作點(diǎn)電荷），分別固定在兩處，兩球間靜電力為F?，F(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣的金屬小