（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律课件 新人教版必修2.ppt

2库仑定律,第一章静电场,学科素养与目标要求物理观念：知道点电荷的概念，理解库仑定律的内容、公式及适用条件.科学探究：经历探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的实验过程.科学思维：1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算.,内容索引,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习预习新知夯实基础,自主预习,一、探究影响电荷间相互作用力的因素1.实验现象：(如图1所示),图1,(1)小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度.(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度.,越小,越大,2.实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而，随着距离的增大而.二、库仑定律1.点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小，以致带电体的、及对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷.,增大,减小,大得多,形状,大小,电荷分布状况,2.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，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的成反比，作用力的方向在.(2)公式：F，其中kNm2/C2，叫做静电力常量.(3)适用条件：a.；b.,正比,二次方,它们的连线上,9.0109,在真空中,点电荷,3.库仑的实验(1)库仑扭秤实验是通过悬丝比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的成反比.(2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个的金属小球接触，电荷量的方法，发现F与q1和q2的成正比.,扭转角度,二次方,完全相同,平分,乘积,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法.()(2)小球所带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越大.()(3)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.()(4)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷.()(5)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力.(),答案,2.真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍，电荷量都增大为原来的2倍，则它们之间静电力的大小变为原来的.,答案,重点探究,导学探究1.点电荷(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在.(2)带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷.,一、对点电荷的理解与应用,2.库仑定律(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理.(2)两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变，即电荷的分布会发生改变.(3)两个点电荷之间的库仑力遵循牛顿第三定律.不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷的作用力大.,例1下列说法中正确的是A.点电荷就是体积小的带电体B.带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷C.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷D.根据F，当两电荷之间的距离r0时，两电荷之间的库仑力F解析点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不能理解为带电荷量很少的带电体.同一带电体，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究它与离它很远的电荷间的作用力时，就可以看做点电荷，带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，当r0时，带电体不能看成点电荷，A、B、D均错误，C正确.,解析,答案,例2甲、乙两导体球，甲球带有4.81016C的正电荷，乙球带有3.21016C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10cm.(结果保留三位有效数字)(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？答案1.381019N引力,解析,答案,(2)如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？答案5.761021N斥力,解析,答案,(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处，其作用力能求出吗？答案不能解析两个体积不同的导体球相互接触后，正负电荷相互中和，剩余的电荷要在两球间分配，由于两球不同，分配电荷的电荷量将不相等，因而无法求出两球间的作用力.,解析,答案,用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入即可；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别.,导学探究1.对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和.2.电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则.,二、库仑力的叠加,例3如图2所示，分别在A、B两点放置点电荷Q121014C和Q221014C.在AB的垂直平分线上有一点C，且ABACBC6102m.如果有一电子静止放在C点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？(电子的电荷量e1.61019C),解析,答案,图2,答案见解析,解析电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的作用力FA、FB，如图所示.,8.01021N，,同理可得：FB8.01021N.由矢量的平行四边形定则和几何知识得，静止放在C点的电子受到的库仑力FFAFB8.01021N，方向平行于AB连线且由B指向A.,针对训练(2018山东德州市高一下期末)如图3所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab8cm、ac6cm、bc10cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于ab的连线斜向下.关于小球a、b的电性及所带电荷量比值的绝对值n，下列说法正确的是,图3,解析,答案,解析由题意知b37，a90，小球c受到的库仑力及合成如图所示.由图可知a、b带异号电荷,例4(多选)两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度1、2，如图4所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是A.若m1m2，则12B.若m1m2，则12C.若m1m2，则12D.若q1q2，则12,三、库仑力作用下带电体的平衡问题,图4,解析,答案,解析以m1为研究对象，对m1受力分析如图所示.由共点力平衡得FTsin1F库FTcos1m1g,因为不论q1、q2大小如何，两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力，大小相等，,分析带电体在静电力作用下的平衡问题时，方法仍然与力学中物体的平衡问题分析方法相同，常用方法有合成法和正交分解法.,达标检测,1.(库仑定律的应用)在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F.要使它们之间的相互作用力为2F，下列方法可行的是,答案,1,2,3,4,解析,5,1,2,3,4,5,2.(库仑定律的应用)(2018山师附中高一下期末)完全相同的两个金属小球A和B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个完全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,答案,1,2,3,4,5,3.(库仑力作用下的平衡)如图5所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角30.带电小球A、B均可视为点电荷.静电力常量为k，则,图5,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,4.(库仑力的叠加)如图6所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知放在P、Q连线上某点R处的电荷q受力为零，且PR2RQ.则,图6,A.q12q2B.q14q2C.q12q2D.