8真空中的库仑定律.PPT

* 8.1 真空中的库仑定律 电荷守恒定律 真空中的库仑定律 摩擦生电 问题引入 两种基本电荷 元电荷与点电荷 　　公元前6世纪人们发现与毛皮磨擦的琥珀能够吸引毛发等轻小物体，对电磁现象有了初步认识。 　　18世纪后人们开始了电荷相互作用的定量研究，对电磁现象及其规律有了进一步的认识。 　　电的研究和应用在认识和改造世界中展现出巨大的活力。 问题引入 一、摩擦生电 　　用摩擦的方法可以使物体带电。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。 自然界中有正、负两种电荷。电荷之间有相互作用力。 同种电荷相互排斥 二、两种基本电荷 异种电荷相互吸引 利用同性相斥异性相吸的原理可制成验电器 　　质子和电子带有等量的异种电荷，电荷量用e表示。实验表明所有带电体的电荷量都是e的整数倍。因此 e 被称为元电荷。 三、元电荷与点电荷 　　如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状与大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看作点电荷。 四、电荷守恒定律 　　电荷既不能被创生，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量不变。 　　在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力的大小，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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。这个规律叫做真空中的库仑定律。 五、真空中的库仑定律 + q1 q2 r F 1 F 2 静止电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。 式中k 叫做静电力恒量， 解：氢原子核与电子之间的库仑力 F电为 例1 在氢原子中，原子核只有1个质子, 核外只有1个电子, 它们之间的距离 r = 5.3×10-11 m 。求氢原子核与电子之间的库仑力 F电及它们之间的万有引力F引 。 讨论：电子和质子间的万有引力比库仑力小得多，因而在研究微观世界的各种物理过程中，万有引力可忽略不计。因此，电子绕核运动的向心力，可认为只来源于库仑力。 氢原子核与电子之间的万有引力 F 引 为 分析：如图所示，用“+” “–”号表示电荷的正负。根据牛顿第三定律，电荷q 1 、q 2 之间的作用力F1 和 F2 是大小相等，方向相反。 例2 在真空中有两个相距 0.3 m的点电荷，所带的电荷量分别是 2×10-8 C 和-4×10-8 C 。 求每个电荷受到的静电力有多大，是引力还是斥力？ + q1 q2 r F 1 F 2 解：正、负电荷之间的相互作用力为吸引力，大小为 讨论：在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，只用它们的绝对值进行计算，方向另外说明。 1. 真空中有两个点电荷，它们相距0.05 m时，相互吸引力为0.08 N；它们相距 0.10 m时, 相互吸引力又是多少? 解：根据库仑定律得 练 习 *