一、电荷库仑定律.docx

练习1一个带正电的验电器如图所示，AB+当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（ ）A金属球A可能不带电B金属球A一定带正电C金属球A可能带负电D金属球A一定带负电 练习2用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ ）A验电器所带电荷量部分被中和B验电器所带电荷量部分跑掉了C验电器一定带正电D验电器一定带负电三、库仑定律人们对电荷的认识是通过研究并认识电荷间的相互作用而获得的。沿袭牛顿对力的定义，将电荷间的相互作用力成为库仑力或静电力。这个力就是我们这节课要研究的核心问题。（一）、库仑力q1q2静止电荷之间的相互作用，称为静电力或库仑力。（二）、探究影响电荷间相互作用的因素1、猜想：库仑力可能与带电体的电荷量和两者之间的距离有关2、实验验证实验装置（如右图所示）：引导学生从研究目的出发，设计实验装置，使实验装置能实现预期的作用。观察现象：（结合视频演示）改变小球电量和两小球间距离，观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应于两球间静电力的大小。实验结果：电荷之间的作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小（定性）。（三）、库仑定律1、库仑定律：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，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上2、表达式3、适用条件A真空中B点电荷（理想模型）（1）.当带电体间距离比它们自身的大小大很多，当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们间作用力的影响可忽略不计时，可将其看做有电荷量的点（rR）（2）.均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是两球心间的距离（3）公式不适用于r0的情况4、注意：（1）k：比例系数，称为静电力常量。国际单位：，静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量，真空中（空气中近似相等），物理意义：两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0109N。课堂练习：估算一下，这么大的库仑力相当于多重的物体相距1米时的万有引力？G=6.6710-11Nm2/kg2 （1010kg）（2）使用库仑定律计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，谈后根据同性相斥、异性相吸判断方向ABC（3）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同时它也具有力的一切性质（独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则，相互作用力）（四）、库仑扭秤实验实验装置和实验原理如右图所示。当带同种电的C球与A球靠近时，A球受到库仑力的作用带动金属丝扭转。转动上方的旋钮使AB回到原位置，根据两次刻度值差求出AC间的作用力的大小。库仑扭秤测量出了静电力常量的值。（五）、库仑定律与万有引力定律问题：分析库仑扭秤实验中小球在水平面内受力状况问题：两球AC间的万有引力是否影响扭秤扭转？例1：已知氢核的质量是1.6710-27kg，电子的质量是9.110-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.310-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力在一般尺度下，带电体间的库仑力远远大于万有引力，万有引力的影响可以忽略。q1q3q2F1F2F练习1、真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+210-6C，求它们各自所受的库仑力例2、两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R，带电荷量之比为1：7，两者相互接触后再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）A. 4/7B. 3/7C. 9/7D. 16/7变式1、 两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为13，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为：A、1/12F B、1/6F C、1/4F D、 1/3F 作业3、大小相同的金属小球，所带电量的值分别为Q1、Q2，且Q1=1/3Q2,把Q1,Q2放在相距较远的两点，它们间的作用力大小为F，若使两球相接触后再分开放回原位置，求它们间作用力的大小练习2、要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是：（ ）A、每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍，电荷间 的距离不变B、保持点电荷的带电量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2 倍C、使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时将两个点电荷间的距离减小为原来的1/2 D、保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小到原来的1/2 三、点电荷、带电体的静电平衡在真空中某处同时存在几个点电荷、带电体，由于相互间库仑力的作用而保持平衡状态的现象。处理方法：库仑定律 受力分析题型一、如图所示，用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两球的质量相等，A球所带的电荷量大于B球所带的电荷量。两球静止时，悬线与竖直线的偏角分别为和，则( ) A、 B、 = C、 baO练习1、两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点O，两小球因带同号电荷而使球b悬线竖直地靠在墙上，a球被推开一定角度而平衡。今令其失去部分电量，结果角变小后又重新平衡，则关于悬线对a球的拉力大小变化情况为（ ）A.一定增大B.一定减小C.一定不变D.无法确定变式2、 如图1所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线受的力分别为TA、TB；如果使A带正电， 题型二、AB在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电荷量为+Q，B带电荷量为-9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则C应带什么性质的电荷，电荷量为多少？三个点电荷平衡规律:三点共线，两同夹异（同性在两边，异性在中间），两大夹小，近小远大练习2、 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷q，才能使此电荷处于平衡状态？如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态，且求第三个点电荷的电量q的大小及电性.结论：当A、B已固定，只要求C球受力平衡，则C球的位置是唯一确定的，对其电量、电性无要求当A、B未固定，要求三球均平衡，则对C球的位置、电量、电性都有要求作业4：将本题中B的电荷量改为4Q，其余不变F1AB变式1、光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别为m1=2g，m2=1g，它们的电荷量相等，q1= q2=10-7C。A球带正电，B球带负电。现在水平恒力F1向右作用于A球，这时A、B一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变。试问：F1多大？它们如何运动？作业5、如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA= + 10q，qB= + q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用于C球，使三者一起向右匀速运动。求：（1）F的大小；（2）C球的电性和电量。练习2、在竖直放置的半径为R的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。现将质量为m、电荷量为+q的小球从半圆的水平直径端点A静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则置于圆心处的点电荷带什么电？电量大小为多少？拓展：如图在正方形的三个顶点处各固定一个点电荷Q1、Q2,电性如图，则在另一个顶点再放一个q电荷，要使q静止，Q1、Q2