1.2探究静电力

科学实验探索静电的力量一、引言静电是自然界中一种普遍存在的现象，它的力量在我们日常生活中无处不在，例如在冬天脱下帽子，头发会被静电吸附；在使用塑料袋的时候，我们会感受到静电引力和排斥力的作用等等。

本文通过一系列科学实验，探索静电的力量及其相关原理。

二、静电的实验探索1. 实验一：电荷生成材料：橡皮球、粘毛器、丝绸布步骤：(1) 用丝绸布摩擦橡皮球，使橡皮球带负电荷；(2) 将带负电荷的橡皮球靠近粘毛器，观察是否能吸附粘毛器上的毛发。

实验结果：橡皮球具有负电荷，能够吸附粘毛器上的毛发。

这是因为橡皮球在与丝绸布摩擦的过程中，橡皮球上的电子与丝绸布发生了转移，导致橡皮球带负电荷。

2. 实验二：静电排斥力材料：两个橡皮球、绳子步骤：(1) 将一个橡皮球带正电荷，将另一个橡皮球带负电荷；(2) 用绳子连接两个橡皮球，观察它们之间的相互作用。

实验结果：两个橡皮球之间会发生排斥作用，它们互相推开。

这是因为同性电荷之间存在静电排斥力，正电荷与正电荷之间或负电荷与负电荷之间会互相推斥。

3. 实验三：静电吸附力材料：橡皮球、塑料杯步骤：(1) 用丝绸布摩擦橡皮球，使橡皮球带负电荷；(2) 将橡皮球靠近塑料杯口，观察橡皮球是否能够被吸附在塑料杯上。

实验结果：橡皮球能够被塑料杯吸附住。

这是因为橡皮球带负电荷，而塑料杯带正电荷，正负电荷之间存在静电吸引力，导致橡皮球被吸附在塑料杯上。

三、静电力量的应用1. 静电除尘静电除尘是利用静电力量排斥作用的原理，将带有电荷的物体与粉尘颗粒相接触，以吸附和清除空气中的微尘。

这种技术被广泛应用于电子制造、印刷等领域。

2. 静电喷涂静电喷涂利用静电吸引力的原理，将带有电荷的喷雾颗粒静电吸附于目标物体表面，从而实现均匀涂覆和节约涂料的效果。

这种技术被广泛应用于汽车制造、家具制造等行业。

3. 静电发电静电发电是一种利用静电能转化为电能的技术。

通过将带有正负电荷的材料分离，使电荷在导体中流动，从而产生电场和电势差，最终转化为电能。

静电力与万有引力的比较研究引言自古以来，人类对于自然力的研究一直是科学发展的重要方向。

而静电力和万有引力作为自然界两种重要的力，一直受到科学家们的关注。

本文将探讨静电力与万有引力的比较研究，探究它们的本质、相互作用方式以及在生活和科学中的应用。

一、本质和特点1.1 静电力的本质与特点静电力是指由于电荷的存在而产生的作用力。

当两个物体具有正负异种电荷时，它们之间会相互吸引；而当两个物体都带有相同电荷时，它们之间会产生相互排斥的力。

静电力具有瞬间的效应，即时性强。

每个电荷之间的作用力远距离延伸，但强度随着距离的增加而减弱。

1.2 万有引力的本质与特点万有引力是指所有物体之间存在的吸引力。

根据万有引力定律，任何两个物体之间的万有引力的大小与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

万有引力具有广泛的作用范围，但相对于静电力而言，万有引力的效应需要一定的时间才能显现出来。

二、相互作用方式2.1 静电力的相互作用方式静电力的相互作用方式包括吸引和排斥两种。

当两个带有异种电荷的物体相互靠近时，它们之间会发生吸引作用，形成静电吸附。

而带有相同电荷的物体相互靠近时，它们之间会发生排斥现象，形成静电排斥。

2.2 万有引力的相互作用方式万有引力的相互作用方式只有吸引。

任何两个物体之间都存在着一定的万有引力，而且大小与物体质量和距离有关。

根据万有引力定律，质量越大的物体之间吸引力越大，距离越远则吸引力越小。

三、生活与科学应用3.1 静电力的生活应用静电力在生活中有许多应用。

例如，我们的发梳分开头发时，经常会出现头发贴在梳子上的情况，这就是静电力的作用。

另外，静电吸附也被广泛应用于工业领域，用于清洁灰尘、吸附颗粒物等。

3.2 万有引力的科学应用万有引力在科学研究中有着重要的应用。

例如，基于万有引力的重力波探测器可以帮助科学家更好地研究宇宙中的黑洞、星系碰撞等现象。

此外，天体运动和行星轨道的计算也需要考虑到万有引力的作用。

1.2 库仑定律情景引入人类对电现象的熟悉、研究，经历了很长的时间。

直到16世纪人们才对电的现象有了深入的熟悉。

吉尔伯特比较系统地研究了静电现象，第一个提出了比较系统原始理论，并引人了“电吸引”这个概念。

但是吉尔伯特的工作仍停留在定性的阶段，进展不大。

18世纪中叶，人们借助于万有引力定律，对电和磁做了种种猜测。

1785年，库仑用扭称实验测量两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的关系。

他通过实验得出：“两个带有同种类型电荷的小球之间的排斥力与这两球中心之间的距离平方成反比。

”同年，他在《电力定律》的论文中介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。

学习目标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．自主探究问题1：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？问题2：库仑定律的适用条件？问题3：库仑扭秤的原理？重难点探究探究一：静电力与点电荷模型1．静电力(1)定义：电荷间的相互作用力，也叫库仑力。

(2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、电荷量、电荷分布、二者间的距离等。

2．点电荷(1)物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷。

(2)两个带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大。

探究二：库仑定律1．库仑定律(1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比，跟它们的距离r 的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。

同种电荷相斥，异种电荷相吸。

(2)公式：F ＝k Q 1Q 2r 2。

(3)静电力常量k ＝9.0×109_N·m 2/C 2。

(4)适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。

2．静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。

（选修3-1） 1.2探究静电力学案一、学习目标1.了解点电荷模型；2.通过实验，了解电荷间的相互作用，明确库仑定律；3.能运用库仑定律进行相关计算。

二、课前思考1.电荷间相互作用规律：——同种电荷相互_________，异种电荷相互__________。

2.思考：影响两电荷之间相互作用力的因素：① ② ③三、预习展示（一）点电荷当带电体间的距离比它们自身的大小 ,以至于带电体的形状、大小及电荷分布情况对它们之间的作用力的影响可以 时,带电体就可以视为点电荷。

（二）库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们电荷量的乘积成 比，与它们距离平方成 比，作用力的方向在它们的连线上。

2、条件： 。

3、4、公式：221r Q kQ F 其中k =9.0×109N ·m 2/c 24、各数值含义： 。

说明：1.电荷间的相互作用力：静电力或库仑力;2.应用库仑定律，电荷量一般取绝对值，力的方向在其连线上可由电荷同性相斥、异性相吸的性质决定;3.两个电荷之间的库仑力是作用力与反作用力的关系;4.两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷，此时r 指两球体的球心距;5.空间中有多个电荷时，某电荷所受的静电力是其他所有电荷单独对其作用的静电力的矢量和(力的合成).例题展示1.如图所示，点电荷A 、B 固定且带有等量同种电荷，将第3个点电荷C 放在A 、B 连线的中点恰好处于平衡状态，现将B 缓慢的沿A 、B 连线远离A 移动，则C 的运动情况是( )A.靠近A 移动 ;B.远离A 移动;C.仍然不动;D.可能靠近，也可能远离A 移动.真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r ，它们间的静电力为F ，若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的1/3，距离变为2r ，则它们之间的静电力变为( ) A.3F/8 B.F/6 C.8F/3 D.2F/3ACBq q四、 课堂练习1、已知点电荷A 的电量是B 点电荷的2倍，则A 对B 作用力大小跟B 对A 作用力大小的比值为（ ） A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定2、如图所示，用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球A 和B ，此时，上、下细线受的力分别为T A 、T B ，如果使A 带正电，B 带负电，上、下细线受力分别为T 'A ，T 'B ，则（ ） A.T A < T 'A B.T B > T 'B C.T A =T 'A D. T B <T 'B3．关于点电荷和元电荷的说法中，不正确的是 ( ) A.只有体积很小的带电体才可以看作点电荷 B.带电体之间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可视为点电荷 C.把1.6⨯10-19 C 的电荷量叫元电荷D.任何带电体所带电荷量的多少都是元电荷的整数倍4.如图1-2-6所示，半径相同的两个金属小球A 、B 带有电荷量相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F.今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开这时A 、B 两球之间的相互作用力的大小是 ( )A.81F B.41F C.83F D.43F5如图1-2-8所示．质量、电荷量分别为m 1、m 2、q 1、q 2的两球．用绝缘细线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为a 、b ，则 ( )A.若m l =m 2，q 1<q 2,则α<βB.若m l =m 2，q 1<q 2,则α>βC.若q l =q 2，m 1>m 2,则α>βD.q 1、q 2是否相等与α、β无关；若m l >m 2，则α<β 6、如图所示, 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, 质量均为0.1g. 分别 用10cm 长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点, 当平衡时B 球偏离竖直方向600, A 球竖直悬挂且与墙壁接触.求： (1) 每个小球的带电量； (2) 墙壁受到的压力； (3) 每条细线的拉力。

第2节静电力库仑定律（对应人教A 的1.2）情景导入知识互动：知识点一、点电荷1、点电荷：点电荷是只有电荷量，而没有大小、形状的理想化模型，与力学中学过的“质点”的概念类似，实际中并不存在．疑难解析：什么样的带电体可以看做点电荷呢？并不是带电体的体积足够小，就可以看成点电荷．一个带电体能否看成点电荷决定于自身的大小、形状与所研究问题之间的关系，如果带电体的形状与大小对研究的问题没有影响或影响小到可以忽略不计，那就可以看做是点电荷。

这是一种抓主要因素忽略次要因素的研究方法。

知识点二、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的大小，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；作用力的方向在它们的连线上，这一规律称为库仑定律．2、表达式：221rQ Q kF =，其中k 是静电力常量，92-29.010N m /C k =⨯⨯，其意义为：两个电荷量为1C 的点电荷在真空中相距1m 时，相互作用力为9.0×109N ．3、库仑定律的适用条件：①真空中（空气中也近似成立）．②点电荷：即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计． 【疑难点拨】①库仑力是一种“性质力”：库仑力也叫静电力，它是电荷之间的一种相互作用力，是一种“性质力”，与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性．电荷间相互作用的库仑力也同样遵循牛顿第三定律．在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉．②当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律，任一点电荷所受的库仑力可利用矢量合成的平行四边形定则求出合力．③在应用库仑定律时，q 1、q 2可只代入绝对值算出库仑力的大小，再由同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断方向．图1.2-1同学们已经知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，但两电荷间作用力的大小与哪些因素有关？同学们可以提出自己的总总猜想，比如：与两球的带电量的多少、两球之间的距离……，本节就来探讨影响静电力大小的因素，给出计算静电力大小的公式．即12F q q ∝．答案：D点评：①注意万有引力定律和库仑定律虽然形式相似，适用条件也相似，但万有引力定律对两个相距较近质量均匀的球体仍然适用，因为两球的质量可以分别等效为集中在球心，r 指两球心间的距离；而库仑定律对两个相距较近的带电球体并不适用，因为两球相距较近时，电荷会重新分布，不能认为等效为球心．②库仑定律只适用于点电荷．当r →0时，两个带电体已不能看成点电荷，故库仑定律不再适用．不能用221rQ Q kF =来进行计算。