高中物理 第1章 静电场 第二节 静电力 库伦定律课件 鲁科版选修31.ppt

第2节静电力库仑定律 电荷间的相互作用规律 同种电荷相斥 异种电荷相吸 这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力 静电力与哪些因数有关 与带电体的电量有关与带电体之间的距离有关与带电体自身的大小及形状有关与带电体所处的空间物质即介质有关 真空中点电荷的静电力与电量和距离有关 简单化 在真空 空气 中研究 点电荷 猜想 当l r1 2时 物体大小形状可忽略 控制变量法 理想化模型 体积小就是点电荷 定性实验 控制变量法 距离越小静电力越大 带电量越大静电力越大 定量测定 杠杆测量和库仑扭称 库仑扭称 杠杆测量 f q1q2 f 1 r2 第2节静电力库仑定律 1 内容 f的大小 f q1q2 f 1 r2 真空中两点电荷间的静电力f f的方向 两电荷连线 同性相斥 异性相吸 2 表达式 k为静电力常量 实验测定k 9 109n m2 c2 3 适用条件 b 计算时电量代绝对值求f大小 再判断f方向 a 遵从牛顿第三定律 c 当多个电荷作用时 采用力的合成求合力 注意 介质中k不同 带电体采用微积分求法 真空中的点电荷 否则 求合力 注意适用条件 控制变量 与引力比较 电荷平衡 电荷平分 悬挂小球 求微元受力 解 课本p14 2 求电子的线速度 周期 与引力比较 例在氢原子内 电子和质子的间距为5 28 10 11m 求它们之间电相互作用和万有引力 并比较它们的大小 v 控制变量 2 3 不变 1 3 2 27 q1 q2 课本p14 1 3 3 3 1 9 求合力 a b c q q q r r r 求c的受力 fac fac f合 q2 f1 f3 f4 f2 若qa qb时 合力为 q1 5m 3m 4m q3 f13 f23 37o 求q3的受力 正交分解 fx fy f q1 0 1m 0 3m q2 q3 课本p14 4 求q2的受力 f fx fy a f kq2 3r 2 r r 3r q q m 注意适用条件 q q b f kq2 3r 2 c f kq2 3r 2 两电荷间的库仑力 d 不能确定 r 求 q受到的静电力 f mgtan 等效点电荷的距离增大 电荷平分 2q 4q r 将两金属球接触后放回原位 库仑力变为原来几倍 a c b q q r a b 金属小球c 不带电 先后分别与a b各接触一下后拿走 a b之间的静电力变成原来的多少倍 提高 ab分别带正负电荷 接触后库仑力可能变大吗 提高 接触很多很多次后呢 9q q a b 可能不变吗 三球平分 悬挂小球 ma 2q q l l 课本p14 2 两球完全相同 知m l 求q qa qb ma mb 平衡时两球位于同一水平面 tan f mag tan f mbg 摆角由质量ma mb决定 与带电量无关 mb 当ma mb时 可得 两球系统重心左移 重力产生逆时针力矩 整体逆时针转动 变小 变大 电荷平衡 9q q a b l 引入第三个电荷q 使三个电荷都平衡问q带何种电 位置 带电量 x x l 4 q 9q 16 三个电荷都平衡 求它们带电量之比 9q q a b q1 l1 q2 q3 l2 两同夹异 两大夹小 近小远大 例4 如图9 1 6所示 用金属丝ab弯成半径r 1m的圆弧 但在a b之间留出宽度为d 2cm 相对来说很小的间隙 将电量q 3 13 10 9c的正电荷均匀分布金属丝上 求圆心o处的电场强度 求微元受力 解析 可以这样想 将圆环的缺口补上 并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样 这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环 环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷 它们产生的电场在圆心o处叠加后场强为0 根据对称性可知 带电圆环在圆心o处的总场强e 0 设原缺口环所带电荷的线密度为 q 2 r d 则补上的金属小段带电量q d 它在o处的场强为 9 10 2 n c 设待求的场强为e2 由e1 e2 0可得e2 e1 9 10 2n c 负号表示e2与e1方向相反 即e2的方向向左 指向缺口 例题四 甲 乙 丙为三个完全相同的金属小球 其中只有一个带电 如果让甲球分别依次与乙球 丙球接触后 再把甲 丙