高中物理第一节、电荷库仑定律

第一节、电荷库仑定律
一、接引雷电下九天
说明:电闪雷鸣是常见的自然现象,有时甚至表现得神秘恐怖。蒙昧时期的人们认为雷电是“天神之火”, 在很长的历史时期内对雷电充满畏惧。欧洲的文艺复兴使得科学精神得到解放,人们开始对雷电现象进行思考。18 世纪,各种静电现象首先引起了学者们的关注和研究。
问:我们周围有哪些静电现象呢?(冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星天气干燥的时候,手摸到铁器的时候会发麻)
说明:那么天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联系呢?如果有,会有什么联系呢?1746 年,富兰克林胃着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验
问:他是如何做这个实验的呢?(他用绸子做了一个大风筝.在风筝顶上安了一根细铁丝,一根麻线的一端连接铁丝,另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中。他和儿子一起把风筝放到天上,牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内。当雷电打下来,他看见麻线末端的纤维散开,并且莱顿瓶也带上了电。
问:富兰克林的风筝实验有什么意义吗?(证明了闪电是一种放电现象,与摩擦产生的电没
有区别。该实验统一了天电和地电,使人类摆脱了对雷电现象的迷信)
富兰克林的实捆正明闪电是一种放电现象,与摩擦产生的电没有区别。他统一了天电和地电,使人类摆脱了对雷电现象的迷f 言。富兰克林为我们揭开了天电的奥秘一一它跟地上的电是· 样的富兰克林吞到J ’欧洲人表演的电学实验。新奇的现象激发了他极大的兴趣,通过欧洲科学界的朋友,他很快就得到了一套实验仪器.并立即开始重复实验和研究。
二、电荷
(一)摩擦起电
说明:静电有什么性质?它从哪里来?它的存在跟我们的生活有哪些关系?
说明:人们最早注意的经典现象是摩擦起电。我国学者王充发现甲壳等物体能吸引芥子之类的轻小物体,古希腊人也发现了琥珀等物体经摩擦后能吸引草屑等小物体,后来在大量的摩擦起电实验中.人们发现:电荷有两种: 正电荷和负电荷。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。电荷的多少就称之为电荷量
问:在国际单位制中,电荷的单位是什么?(库仑      简称库 符号C )
问:电荷之间的力学性质怎样?(同种电荷相互排斥.异种电荷相互吸引)
问:为什么摩擦能够起电呢?(物质的原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的。
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原子核的正电荷数且与周围电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外表现为电中性。在摩擦起电过程中,一些被原子核束缚得不紧的电子转移到另一个物体上,于是失去电产的物休带正电,得到电子的物体带负电.在用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒上的电子跑到丝绸上去了,玻璃棒因缺少电子而带正电,丝绸因有多余的电荷而带负电)
问:如何知道物体是否带电了呢?(可以使用验电器)
问:如图左侧的验电器结构如何?原理如何?(上面是个金属盒,下面有两个金属箔片,两个金属箔片能够因为带同种电荷而张开)
问:如图右侧的验电器结构如何?原理如何?(上面是个金属球,下面是一根固定的金属杆和一个金属箔片,能够根据指针偏转的角度表示带电的多少,这种特殊的脸电器.也叫做静电计 )
(二)接触起电
说明:除了摩擦起电外,还有没有其他起点方式呢?例如两个相同的金属小球,甲不带电,乙带电,两个小球接触,则甲球要带上一定的电荷水晶报表
问:两个带电的相同的小球,接触后电荷如何分配?(每个带电小球的电荷等于正负电荷的平均值)
(三)感应起电
实验:
实验器材:(一对用绝缘支柱支持的金属导体A 、B 下面带有金属箔片,带正电的金属球C)
实验过程:使金属导体A 、B彼此接触,让带正电的球C 移近导体A
实验现象:带正电的球C 移近导体A前,贴在A、B下面的金属箔是闭合的。带正电行的球C 移近导体A ,可以看到A 、B 上的金属箔都张开了。
实验解释:A、B是金属,带有自由电荷,带正电的球C移近导体A时,A、B中的自由电子受到球C的吸引移动到A使A带上负电,同时使A带上等量的正电,所以可以看到A 、B 上的金属箔都张开了。
问:如果把A 、B 分开,然后移去C ,可以看到什么现象?(A 、B 上的金属箔仍然张开)为什么会看到这样的现象?(在用外力把A 、B 分开的过程中,A、B上的电荷并没有发生中和,仍然带有电荷)
问:如果让A 、B 接触,移去C,可以看到什么现象?(金属箔就不再张开),为什么会看到这样的现象?(A 、B 所带的电荷是等量的,互相接触时,移去C后,正、负电待发生了中
代数学
和。所以金属箔就不再张开)
说明:把电荷移近不带电的导体,使导体带电的现象,叫做感应起电
三、电荷守恒定律
    说明:大量事实表明,电荷既不能创生.也不能消灭.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。在转移的过程中.电荷的总量 不变,这个结论叫做电荷守恒定律,该定律是物理学中重要的基本定律之一。
    说明:到目前为止,科学实验发现的最小电荷夏是电了所带的电荷量,我们就把电子的电荷量称之为元电荷,用e 表示,电子电量e = 1 . 60 x 10 -19 C,所有带电物体的电荷量或者等于e ,或者是e 的整数倍。
四、库仑定律
实验:
实验器材:带正电的物体A ,丝线、带正电的轻质小球、支架
实验过程:物体A 位置固定不动,把带正电的轻质小球用细线系在支架上,先后挂在P1、P2、P3等位置,观察丝线与竖直方向之间的夹角
实验现象:物体A与带电小球的距离越大,丝线与竖直方向之间的夹角越小
实验解释:该实验现象说明,电荷之间的作用力和距离之间的关系是距离越大,作用力越小
precis实验过程:物体A 位置固定不动,带正电的轻质小球用细线系在支架上,位置固定不动,增大或减小它所带的电荷量,观察丝线与竖直方向之间的夹角
实验现象:物体A与带电小球的带电量越大,丝线与竖直方向之间的夹角越大
实验解释:该实验现象说明,电荷之间的作用力和电荷量之间的关系是电荷量越大,作用力越大
说明:法国物理学家库仑用精确的实验研究了电荷之间的作用力,得知真空中两个静止点电荷之间的相互作用力.跟它们电荷量的乘积成正比.跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。人们把这个定律就称之为库仑定律。
问:如果用Q 、q 表示两个点电荷的电荷量,用r表示它们之间的距离,用F 表示它们之问的相互作用力,则库仑定律可以如何表示?(F=KQq/r2 )
问:式中的k是什么?(静电力常量  )大小为多少?(9 . 0 x 109)单位是什么?(N · m 2/ C2)
        问:库仑定律的成立条件是什么?(真空中静止点电荷)
        问:什么情况下电荷才能称之为点电荷?(如果带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看做点电荷)
        问:如果两个带电体不能看成点电荷,该如何处理呢?(可以把带电体看成是许多个点电荷组组成,根据库仑定律和力的合成法则,原则上就可以求出带电体间的静电力的大小和方向)
电荷库仑定律
板书设计
一、接引雷电下九天
二、电荷
(一)摩擦起电
1、电荷: 正电荷  负电荷
    电荷量:电荷的多少
    单位:库仑      简称库    符号C 少年画报
2、电荷之间的力学性质:同种电荷相互排斥.异种电荷相互吸引
    摩擦起电的解释:电子的转移
金霉素3、验电器、静电计
(二)接触起电
(三)感应起电
1、感应起电:把电荷移近不带电的导体,使导体带电的现象
三、电荷守恒定律
        1、 内容:电荷既不能创生.也不能消灭.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。在转移的过程中.电荷的总量 不变
        2、元电荷:电子的电荷量        e = 1 . 60 x 10 -19 C
四、库仑定律
1、内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力.跟它们电荷量的乘积成正比.跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、数学表达式:F=KQq/r2     
3、成立条件 :真空中静止点电荷(如果带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以
看做点电荷)
4、两个带电体不能看成点电荷处理方法:可以把带电体分割成许多个点电荷,根据库仑定律和力的合成法则,原则上就可以求出带电体间的静电力的大小和方向

本文发布于:2024-09-22 03:27:28,感谢您对本站的认可!

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