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1、库仑定律,第二节,2017.8,复习回顾,1.万有引力定律的内容?,自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体质量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比。,2.其表达式为:,3.两个物体之间的作用力(引力)随着质量的增大而增大,随着距离的增大而减小。,电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢?,一、探究影响电荷间相互作用力的因素,2.距离越近,偏角越大,力越大;,距离越远,,力越小。,1.带电量越大,偏角越大,力越大;,带电量越小,,力越小。,小球受力示意图,偏角越大,力越大,结论:,?,刻度盘与指针,带电小球C,带电小球A,平衡小球,二、库仑扭秤实验,二、库仑扭秤实验,研究方法:,1、
2、F与r的关系(Q不变),结论:,控制变量法,2、F与Q的关系(r不变),结论:,综合结论:,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:,三、库仑定律,1、 内容:真空中两个静止点电荷之间相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。2、表达式: 3、适用条件:,真空中静止点电荷,4、点电荷,(1)如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离,以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力影响甚小可以忽略时,可把带电体看作一带电的点,叫做点电荷。 均匀带电的球体,一般也可以当作点电荷来
3、处理-电荷集中在球心的点电荷。,(2)点电荷是一个理想化的模型, 类似于力学中的质点。,库仑定律,公式,方向,四、两定律比较,万有引力定律,考虑场合,电荷中心连线,质量中心连线,微观粒子,宏观带电体 真空,宏观天体,五、解题方法指导,1、计算时,Q1、Q2 取绝对值代入公式,再根据带电性质判断库 仑力的方向。,例题2:已知氢核(质子)质量1.6710-27kg电子的质量是9.110-31kg,在氢原子内它们之间的最短距离5.310-11 m。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。,解:氢核与电子所带的电荷量都是 1.610-19c.,=(9.0109),=8.210-8 N,可见,微观粒
4、子间的万有引力远小于库仑力,因此在研究微观粒子的相互作用时,可以把万有引力忽略。另外,二者的性质也不同。,例题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?,解析:,2r,所以:,3、多个点电荷的问题,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改变。因此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电荷的作用力的矢量和。,五、解题方法指导,例题
5、4: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 +210-6 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,F1=F2=K,=0.144 N,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.,练: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,c,