高中物理 1.2 静电力 库仑定律课件 鲁科版选修31.ppt

第2节静电力库仑定律 学习目标1 知道点电荷的概念 了解理想化模型 2 理解库仑定律的含义及其公式表达 会用库仑定律进行有关计算 3 通过静电力和万有引力的对比 体会自然界的多样性与统一性 一 静电力与点电荷模型1 静电力静止 之间的相互作用力 又称库仑力 2 点电荷 1 定义 本身的大小比相互之间的距离 的带电体 是一种理想化模型 2 特点 只有 没有 的几何点 类似于力学中的质点 带电体 小得多 电荷量 大小 二 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q1 q2的乘积成 跟它们的距离r的二次方成 作用力的方向沿着 同种电荷 异种电荷 正比 反比 它们的连线 相斥 相吸 3 库仑定律的适用条件是真空中的 4 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 点电荷 矢量和 三 静电力与万有引力的比较 两点电荷 带电 距离的平方 1 点电荷是只有电荷量 没有大小和形状的理想化的模型 类似于力学中的质点 实际中并不存在 2 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多 以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小 就可以忽略形状 大小等次要因素 只保留对问题有关键作用的电荷量 这样处理会使问题大为简化 对结果又没有太大的影响 这是物理学上经常用到的办法 3 一个带电体能否看做点电荷 是相对具体问题而言的 不能单凭其大小和形状确定 4 不能将点电荷和元电荷混淆 对点电荷的理解 下列关于点电荷的说法中 正确的是 a 只有体积很小的带电体才可看做点电荷b 体积很大的带电体一定不是点电荷c 当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时 这两个带电体可看做点电荷d 任何带电体 都可以看做是电荷全部集中于几何中心的点电荷 解析 能否把一个带电体看成点电荷 关键在于分析问题时是否考虑它的体积大小和形状 不在于带电体本身的大小 能否把一个带电体看做点电荷 不能以它的体积大小而论 应该根据具体情况而定 若它的体积和形状可不予考虑时 就可以将其看成点电荷 故a b d错误 c正确 c 1 库仑定律的适用范围 1 适用于真空中两个点电荷间的相互作用 2 在空气中库仑定律也近似成立 3 两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算 此时 r应指两球体的球心之间的距离 库仑定律的理解及应用 2 静电力的求解方法静电力的大小计算和方向判断一般分开进行 1 大小计算利用库仑定律计算大小时 不必将表示电性的正 负号代入公式 只代入q1 q2的绝对值即可 2 方向判断利用同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引来判断 a 1 库仑定律公式中各符号意义 2 计算时注意两种特例 对于两个均匀带电绝缘球体 可以将其视为电荷集中于球心的点电荷 r为两球心之间的距离 对于两个带电金属球 若相距不足够远时 要考虑金属表面电荷的重新分布 规律总结 b 2 福州一中检测 半径为r的两个较大金属球放在绝缘桌面上 若两球都带等量同种电荷q时相互之间的库仑力为f1 两球带等量异种电荷q与 q时库仑力为f2 则 a f1 f2b f1 f2c f1 f2d 无法确定 b 静电力叠加的计算方法1 对于两个以上的点电荷 其中每一个点电荷所受的总的库仑力 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 库仑力的合成和分解仍满足力的平行四边形定则 2 当多个带电体同时存在时 每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律 可利用力的平行四边形定则求出其合力 范例 我国的fy 3a卫星上可观测到高能质子和高能电子 如图所示 分别在a b两点放置点电荷q1 2 10 14c和q2 2 10 14c 在ab的垂直平分线上有一点c 且ab ac bc 6 10 2m 如果有一高能电子在c点处 它所受的库仑力的大小和方向如何 思路点拨 利用库仑定律及平行四边形定则计算 答案 8 0 10 21n方向平行于ab向左 名师点评 库仑力也称为静电力 它具有力的共性 它与学过的重力