1、1高中物理高中物理 選修選修31第一章第一章 靜電場靜電場2 既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之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取決于哪些因素呢？間相互作用力的大小取決于哪些因素呢？31.1.懸繩為什么發懸繩為什么發生了偏轉？生了偏轉？2.2.當棉球的位置當棉球的位置發生變化時，懸發生變化時，懸繩的偏轉程度變繩的偏轉程度變化了嗎？你能解化了嗎？你能解釋這一現象嗎？釋這一現象嗎？41.1.了解點電荷模型。了解點電荷模型。2.2.掌握庫侖定律及應用，明確庫侖定律及適用掌握庫侖定律及應用，明確庫侖定律及適用條件。條件。（重點）（重點）3.3.通過靜電力與萬有引力的對比，體會自

2、然規律的通過靜電力與萬有引力的對比，體會自然規律的多樣性與統一性。多樣性與統一性。5高中物理高中物理 選修選修31電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關？電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關？猜想猜想電荷量電荷量電荷間距離電荷間距離探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素6移動電荷或改變電量觀察現象移動電荷或改變電量觀察現象7實驗方法：實驗方法：控制變量法控制變量法實驗現象：實驗現象：當兩小球電量不變時，力隨距離當兩小球電量不變時，力隨距離增加增加而而減小減小當距離不變時，力隨電量的當距離不變時，力隨電量的增加增加而而增加增加8 早在我國東漢時期人們就掌握了電荷間相互早在我國

3、東漢時期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規律。作用的定性規律。 卡文迪許和普里斯特等人都確信卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比平方反比”規律適用于電荷間的力。規律適用于電荷間的力。 定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的法國物理學家庫侖。庫侖做了大量實驗法國物理學家庫侖。庫侖做了大量實驗, ,于于17851785年得出了庫侖定律。年得出了庫侖定律。9庫侖簡介庫侖簡介 庫侖庫侖 (1736-1806)(1736-1806) 電學是物理學的一個重要分支，在它的發展過程中，電學是物理學的一個重要分支，在它的發展過程中，很多物理學巨匠都曾作出過杰出的貢獻。法國

4、物理學家很多物理學巨匠都曾作出過杰出的貢獻。法國物理學家查利查利奧古斯丁奧古斯丁庫侖就是其中影響力非常巨大的一員。庫侖就是其中影響力非常巨大的一員。 庫侖在庫侖在17851785年到年到17891789年之間，通過精密的實驗對年之間，通過精密的實驗對電荷間的作用力作了一系列的研究，連續在皇家科學院電荷間的作用力作了一系列的研究，連續在皇家科學院備忘錄中發表了很多相關的文章。備忘錄中發表了很多相關的文章。 1785 1785年，庫侖用自己發明的扭秤建立了靜電學中著年，庫侖用自己發明的扭秤建立了靜電學中著名的庫侖定律。同年，他在給法國科學院的名的庫侖定律。同年，他在給法國科學院的電力定律電力定律的

5、論文中詳細地介紹了他的實驗裝置，測試經過和實驗的論文中詳細地介紹了他的實驗裝置，測試經過和實驗結果。結果。高中物理高中物理 選修選修3110一一定量研究定量研究庫侖扭秤實驗庫侖扭秤實驗1、實驗采取的研究方法、實驗采取的研究方法?控制變量法控制變量法2、如何設計實驗？、如何設計實驗？庫侖定律是電學發展史上的第一個庫侖定律是電學發展史上的第一個定量定量實驗實驗高中物理高中物理 選修選修31（1）電量一定時，）電量一定時，F與與r的關系。的關系。（2） r一定時，一定時，F與與Q1Q2。11庫庫侖侖扭扭秤秤投投影影式式裝裝置置AB12二、庫侖的實驗二、庫侖的實驗 法國物理學家法國物理學家庫侖庫侖利利

6、用扭秤研究出了電荷間用扭秤研究出了電荷間相互作用力的大小跟電相互作用力的大小跟電量和距離的關系量和距離的關系。13高中物理高中物理 選修選修31 真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們電量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，們電量的乘積成正比，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。作用力的方向在它們的連線上。內容內容庫侖定律庫侖定律14庫侖定律庫侖定律高中物理高中物理 選修選修31（靜電力或庫侖力）（靜電力或庫侖力）其中其中k k為靜電力常量為靜電力常量, ,k k =9.0=9.010109 9 NmNm2 2/C/C2

7、 2. .122q qFkr庫侖力的方向：在二者的連線上庫侖力的方向：在二者的連線上.真空中、點電荷真空中、點電荷適用范圍適用范圍15高中物理高中物理 選修選修31 點電荷點電荷1 1、看成點電荷的條件：、看成點電荷的條件：帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多 電荷均勻分布時可等效為帶電體中心的距離電荷均勻分布時可等效為帶電體中心的距離2 2、點電荷是一個理想化模型、點電荷是一個理想化模型16 兩個電荷量大小相等的點電荷兩個電荷量大小相等的點電荷, ,在真空中在真空中相距相距1m,1m,相互吸引力為相互吸引力為0.9N.0.9N.則他們的電則他們的電荷量

8、分別是荷量分別是Q1=?Q2=?Q1=?Q2=?將它們接觸后再放將它們接觸后再放到相距到相距1m1m遠處遠處, ,他們相互作用力為他們相互作用力為? ?學以致用學以致用17氫原子核（即質子）的質量是氫原子核（即質子）的質量是 1.671.671010-27-27kg kg ，電子的質量是電子的質量是 9.19.11010-31-31kg , kg , 在氫原子內它在氫原子內它們之間的最短距離為們之間的最短距離為5.35.31010-11-11m m。試比較氫核。試比較氫核與其核外電子之間的庫侖力和萬有引力。與其核外電子之間的庫侖力和萬有引力。學以致用學以致用88.2 10FN庫473.610F

9、N引39310FF庫引 2.高中物理高中物理 選修選修3118相同處：相同處：。 相異處：相異處：. .因此研究微觀粒子間的相互作用時，經常把萬因此研究微觀粒子間的相互作用時，經常把萬有引力忽略不計。有引力忽略不計。 通過這道題目請你對庫侖力通過這道題目請你對庫侖力與萬有引力做一下比較與萬有引力做一下比較 高中物理高中物理 選修選修3119 真空中兩個完全相同的帶等量電荷的金屬真空中兩個完全相同的帶等量電荷的金屬球球A A和和B(B(可看作點電荷可看作點電荷) )，分別固定在兩處，分別固定在兩處，兩球間的靜電力為兩球間的靜電力為F F，用一個不帶電的完全相，用一個不帶電的完全相同的金屬球同的金屬球C C先與先與A A接觸，再與接觸，再與B B接觸，然后移接觸，然后移去去C C，則，則A A、B B之間的靜電力為之間的靜電力為 F F ；若；若再使再使A A、B B球間的距離增大一倍，它們之間的球間的距離增大一倍，它們之間的靜