高中物理新人教版 选修3-1系列课件

第一章《静电场》

第二节 《库仑定律》

教学目标(一)知识与技能 1.掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定 律的含义及其公式表达，知道静电力常量. 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算. 3.知道库仑扭秤的实验原理. (二)过程与方法 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得 出库仑定律 (三)情感态度与价值观 培养学生的观察和探索能力 重点： 重点：掌握库仑定律 难点： 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 教具：库仑扭秤(模型或挂图). 教具

复习回顾： 复习回顾： 一、物体带电的三种方式 1、摩擦起电： 、摩擦起电： 2、感应起电： 、感应起电： 3、接触带电： 、接触带电： 二、 电荷守恒定律 ： 电荷既不能创造，也不能消失， 电荷既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转 移到另一个物体， 移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部 在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结 论称为电荷守恒定律 论称为电荷守恒定律 另一表述：一个与外没有电荷交换的系统， 另一表述：一个与外没有电荷交换的系统，电荷的 代数和总是保持不变的。 代数和总是保持不变的。

三、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷 元电荷：注：所有带电体的电荷量或者等于e,或者是 的整数 所有带电体的电荷量或者等于 ，或者是e的整数 倍。即电荷量是不能连续变化的物理量 电荷量的常用值： 电荷量的常用值： e=1.60×10-19C × 比荷：电子的电荷量e与电子的质量 之比， 与电子的质量me之比 五、比荷：电子的电荷量 与电子的质量 之比，称为 电子的比荷 电子的比荷： 电子的比荷：e/ me=1.76×1011C/kg × (me=0.91×10-30kg)。 . × )。

四、电中和现象及电荷均分原理： 电中和现象及电荷均分原理：

练习：两个完全相同的金属小球A和 ， 练习：两个完全相同的金属小球 和B,所 带电荷量绝对值都是Q,今让第三个与A、 带电荷量绝对值都是 ，今让第三个与 、 B相同但不带电的金属小球 ， 先后与 、 相同但不带电的金属小球C,先后与A、 相同但不带电的金属小球 B两球接触后分开，那么： 两球接触后分开， 两球接触后分开 那么： 是同种电荷时， (1)若A、B是同种电荷时，则C球最终带 ) 、 是同种电荷时 球最终带 电量等于多少？ 电量等于多少？ 是异种电荷时， (2)若A、B是异种电荷时，则C球最终带 ) 、 是异种电荷时 球最终带 电量等于多少？ 电量等于多少？

同种电荷相互排斥 异种电荷相

互吸引

既然电荷之间存在相互作用， 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 猜想

探究影响电荷间相互作用力的因素距离相同，带电 小球偏转角不 同 ,可见其受力 大小不同。

+Q +q +2q

+Q

使得r不变： 使得r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越 物体受到的库仑力就越大。 大，物体受到的库仑力就越大。

探究影响电荷间相互作用力的因素带电量相同，带 电小球偏转角不 同 ,可见其受力 大小不同。

+Q +q

使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 物体受到的库仑力就越小。 物体受到的库仑力就越小。

探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明： 实验表明：电荷之间的作用力 (1)随电荷量的增大而增大 ) (2)随距离的增大而减少 )

库仑定律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， 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， 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。 的方向在它们的连线上。 大小：

其中K叫静电力常量：k=9.0× 其中K叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2 m 适用范围：1.真空中； 2.点电荷 点电荷. 适用范围：1.真空中； 2.点电荷. 真空中 静电力或 电荷间相互作用力叫做静电力 库仑力. 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力

q1q2 F =k 2 r

点电荷1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本 在研究带电体间的相互作用时， 身的线度远小于它们之间的距离. 身的线度远小于它们之间的距离.带电体本身的 大小，对我们所讨论的问题影响甚小， 大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说 可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。 可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象， 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象， 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化 的模型。 的模型。 点电荷本身的线度不一定很小， 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电 量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质 量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“ 类似。 点”类似。

思考题两个带电球体， 两个带电球体，是否可以看成是集 中在球心位置的点电荷？ 中在球心位置的点电荷？如果是两个电荷分布均匀的带电球体 如果是两个电荷分布均匀的带电球体 电荷分布均匀的带电 可以 如果是两个球形带电导体： 如果是两

个球形带电导体： 导体 不可以

课堂训练1、关于点电荷的下列说法中正确的是： 关于点电荷的下列说法中正确的是： .真正的点电荷是不存在的 真正的点电荷是不存在的. A .真正的点电荷是不存在的. .点电荷是一种理想模型 点电荷是一种理想模型. B .点电荷是一种理想模型. .足够小的电荷就是点电荷 足够小的电荷就是点电荷. C .足够小的电荷就是点电荷. .一个带电体能否看成点电荷 一个带电体能否看成点电荷， D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的 尺寸大小， 尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究 的问题的影响是否可以忽略不计

A B D

2、下列说法中正确的是： 下列说法中正确的是： .点电荷就是体积很小的电荷 点电荷就是体积很小的电荷. A .点电荷就是体积很小的电荷. .点电荷就是体积和带电量都很小 B .点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体. 的带电体. q1q 2 k .根据 可知， C .根据 F = 可知，当r 0 时，F ∞ 2 r .静电力常量的数值是由实验得到的 静电力常量的数值是由实验得到的. D .静电力常量的数值是由实验得到的. D

课堂训练

课堂训练3、真空中有A、B两个点电荷，相距r时相互作 用力为F,欲使它们之间的相互作用力变为 B F/4,下列说法可行的是( ) A、将它们的距离变为r/2 B、将它们的电荷量均变为原来的一半 C、将它们的距离变为r/4 D、将它们的电荷量均变为原来的2倍