高中物理教科版选修3-12 库仑定律备课课件ppt

这是一份高中物理教科版选修3-12 库仑定律备课课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了点电荷，库伦的实验，电量先中和再均分，库仑定律，静电力的计算，电量关系等内容，欢迎下载使用。
问题：毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？
如图，带正电的带电体C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。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？
（3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
（2）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？
（1）这个力的大小通过什么可以比较出来？用什么实验方法进行研究？
电荷之间的作用力与万有引力是否具有相似的形式呢？是否也满足“平方反比”的规律呢？最终解决这一问题的是法国科学家------库仑。
（1）带电体C与小球间的作用力会随距离的减小而增大；
（2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力也会增大或减小；
如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至可以忽略自身的形状、大小时，这样的可以把带电体看作一个带电的点，叫作点电荷。
（1）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点，实际上是不存在的。
（2）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,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。
注意：带电体能否看成点电荷，是需要看具体的问题，不能单凭形状、大小决定。
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。
B球的作用是使A球在水平面内平衡
a.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。
b.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
在库仑那个年代，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，那他又是怎样做到改变A和C的电荷量呢？
条件：大小、形状、材料等完全相同的小球
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。
比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
（2）相互作用力的方向 ：在它们的连线上（如图）。
①利用库伦定律表达式计算时只代电荷量的绝对值；
②需通过同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断库仑力的方向。
1、下面两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？
（2）如果是两个球形带电导体
（1）如果是两个电荷分布均匀的带电球体
可以(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,一般也可以当作点电荷来处理——电荷集中在球心的点电荷。)
同种电荷电荷分布在金属球外侧
异种电荷电荷分布在金属球内侧
思考：两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位置的点电荷？适用于r=0的情况?
★两个导体球，球心之间的距离为r，由于电荷间力的作用，电荷在导体球上的分布如图所示，两球带同种电荷时F< ，两球带异种电荷时，F > 。
1.库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。2.对带电体的受力分析，一定不要忘记画库仑力。3.库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则。4.库仑力遵守牛顿第三定律，一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
1. 库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。2. 库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。
相同点：①都与距离的平方成反比。②都有一个常数。
两个点电荷间引入第三个点电荷，使三个点电荷处于静止状态。
（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，正好能使这3个点电荷都处于静止状态 。试确定电荷q2的位置、电性、电量关系。
通过平衡条件可知，它应放在q1、q3间的连线上
（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 。
通过平衡条件可知，它应放在q1、q3连线的延长线上
【例题1】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的带电量都是 2×10-6 C,求它们各自所受的库仑力。
【解析】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:
合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。
【例题2】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
解得：q=4Q 带负电