高中物理 第一章 静电场 第二节 库仑定律课件1 新人教版选修3-1.ppt

第一章静电场,第二节库仑定律,学习目标,（一）知识与技能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,（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力,（二）过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律,一、物体带电的三种方式1、摩擦起电：2、感应起电：3、接触带电：,二、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，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，电荷的总量保持不变。这个结论称为电荷守恒定律另一表述：一个与外没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。,复习回顾：,三、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷注：所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。即电荷量是不能连续变化的物理量电荷量的常用值：e=1.601019C四、比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，称为电子的比荷电子的比荷：e/me=1.761011C/kg（me=0.9110-30kg）。,一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：,、实验装置：,3、实验过程：,、实验方法：,控制变量法,说明：,（）以上我们只是定性的研究，真正定量的研究是由法国学者库仑完成的。,（）这种电荷之间的相互作用力叫做静电力或库仑力。,一、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。,2.适用条件：,电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。,（1）真空中（2）静止的（3）点电荷,3、点电荷,（1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作电电荷来处理-电荷集中在球心的点电荷。,（2）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。,三、库仑实验：,1、装置：,库仑扭秤,2、原理：,（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。,（3）改变A、C的距离看扭转程度得：,（4）改变A、C的电量看扭转程度得：,结论：,二、库仑定律的表达式,式中的k是比例系数，叫做静电常量。,计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。,方向：,在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。,例1、下面关于点电荷的说法正确的是()A只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷D一切带电体都可以看成是点电荷,带电体能否看做点电荷，和带电体的体积无关，主要看带电体的体积对所研究的问题是否可以忽略,知识链接,C,a、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集,l3r，不满足lr的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库,例2、如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(),D,例2、如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(),例3如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则q2/q1为(),例4光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）AQ，在A左侧距A为L处B2Q，在A左侧距A为L/2处C4Q，在B右侧距B为L处D+2Q，在A右侧距A为3L/2处,-4Q,+Q,FAFB,FA=FB,同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡,题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？,此时，A、B不能保持平衡,由库仑定律得：,解得：q=4Q带负电,C,例4光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）AQ，在A左侧距A为L处B2Q，在A左侧距A为L/2处C4Q，在B右侧距B为L处D+2Q，在A右侧距A为3L/2处,1下列关于点电荷的说法中，正确的是()A带电球体一定可以看成点电荷B直径大于1cm的带电球体一定不能看成点电荷C直径小于1cm的带电球体一定可以看成点电荷D点电荷与质点都是理想化的模型,解析：点电荷与质点都是为研究问题而理想化的模型，只要其体积、形状不影响研究的问题就可以理想化，故D正确能否看成点电荷并不是依据电荷本身的大小和形状，故A、B、C错,D,2真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下列的哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F()A使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍B使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍C使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍D保持电荷量不变，使距离变为原来的2/3倍,A,详细解析,A,4如下图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A，B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为()A一定是正电B一定是负电C可能是正电，也可能是负电D无法判断,B,5在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如下图所示现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q