高考物理总复习 61库仑定律课件 新人教版.ppt

第六章静电场 第1单元库仑定律 一 两种电荷1 自然界中只有两种电荷 1 正电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒 规定玻璃棒带正电 2 负电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒 规定橡胶棒带负电 例1 创新题 将钢笔的橡胶外壳 放在自己的头皮上摩擦后 再靠近碎小纸屑 发现钢笔的橡胶外壳能够将碎小纸屑吸起 根据你已有知识分析 你认为此笔外壳上已带上 填 正 或 负 电 答案 负 2 物体带电实质物体带电的实质就是电子的得失或转移的过程 不是产生电荷 得到电子带负电 失去电子带正电 例2 2012 浙江 用金属做成一个不带电的圆环 放在干燥的绝缘桌面上 小明同学用绝缘材料做的笔套 将笔套与头发摩擦后 将笔套自上向下慢慢靠近圆环 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 如图所示 对上述现象的判断与分析 下列说法正确的是 a 摩擦使笔套带电b 笔套靠近圆环时 圆环上 下都感应出异号电荷c 圆环被吸引到笔套的过程中 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力d 笔套碰到圆环后 笔套所带的电荷立刻被全部中和 解析 摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同 能力强的得电子带负电 能力弱的失电子带正电 实质是电子的转移 感应起电是电荷从物体的一个部分转移到另一部分 笔套与头发摩擦后 摩擦使笔套带电 故a项正确 带电的笔套靠近圆环时 圆环感应出异号电荷 故b项正确 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 产生了加速度 故c项正确 笔套碰到圆环后 笔套所带的电荷没有被中和 还带电 故d项错误 答案 abc 3 元电荷由带电实质可知 物体带电是不连续的 总是电子或质子电量的整数倍 即q ne e 1 6 10 19c 称1 6 10 19c为元电荷 也称为基本电荷 名师点拨 元电荷指的是1 6 10 19c的电量 这一概念不能顾名思义来理解 是电荷量而非电荷 再如交流电产生中涉及到 中性面 中性面 不是面 而是一个位置 此位置的磁通量最大 例3 电荷量e的数值最早是由美国的科学家密立根用实验测得的 他在不同时刻测量单个油滴上呈现的电荷量 其结果 绝对值 如下 6 568 10 19c 8 204 10 19c 11 50 10 19c 13 13 10 19c 16 48 10 19c 18 08 10 19c 19 21 10 19c 22 89 10 19c 26 131 10 19c根据这些数据 可以推得元电荷e的值为 解析 油滴所带电荷量应为元电荷的e的整数倍 油滴带电量之比应为整数比 答案 1 64 10 19c 4 电荷间相互作用的规律同性排斥 异性吸引 这也是后面判断库仑力方向的依据 名师点拨 不仅电磁间相互作用如此 磁体间的相互作用也是 同名磁极排斥 异名磁极吸引 但此结论不能无条件地外延 如 同向电流相互吸引 异向电流相互排斥 与上不同 5 带电物体的宏观表现具有吸引轻小物体的本领 例4 绝缘细线上端固定 下端悬挂一轻质小球a a的表面镀有铝膜 在a的近旁有一绝缘金属球b 开始时 a b均不带电 如右图所示 现使b带电 则 a a b之间不发生相互作用b b将吸引a 吸住后不放开c b立即把a排斥开d b先吸引a 接触后又把a排开 解析 带电体有吸引轻小物体的本领 接触后a b带同种电荷而相互排斥 选d项 答案 d 二 电荷守恒定律表述一 不管是什么方法使物体带电 都是电荷的转移 电荷既不能创造 也不能被消灭 它们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 这就是电荷守恒定律 表述二 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的代数和保持不变 名师点拨 自然界中有很多的相似之处 该定律与能的转化和守恒有着惊人的相似 例5 用三个完全一样的金属小球a b c a带电荷量7q b带电荷量q c不带电 将a b固定起来 然后让c球反复与a b球接触 最后移去c球 试问a b间的相互作用力变为原来的多少倍 学法指导 本题分析的关键是正确理解电荷守恒定律 正负电荷相互中和剩余的电荷 由于三个小球 反复接触 相同 的小球平分电量 这是解题的关键 在审题过程中要善于把握关键词句 三 库仑定律1 内容 在真空中两个点电荷间作用力跟它们的电量乘积成正比 跟它们间的距离的平方成反比 作用力的方向在它们的连线上 名师点拨 该定律是实验定律 由法国物理学家库仑用扭秤实验发现的 其方法与卡文迪许的扭秤实验又有着惊人的相似 该定律包含三层含义 条件 大小 方向 3 适用条件该公式适用条件为 真空中 点电荷 点电荷属理想化模型 是不存在的 点电荷不一定很小如同质点 对任何形状的带电体 若它本身的线度跟所研究的空间相比是非常小 则可不考虑其形状大小 把它视为 有质量 有电量 不占空间的点电荷 例6 如图所示 两金属球球心相距为r r略大于两球半径之和 现让其分别带上异号电荷 q和 q 则两带电球之间的相互作用力的大小应满足 答案 bd 答案 c 2 摩擦起电原来两个都不带电的物体相互摩擦时 使两物体同时带上等量异种电荷的方法 摩擦起电必须是两种性质不同的物体 同种物质相摩擦不能带电 3 感应起电如右图所示 a b枕形导体放入c的场源电荷形成电场 a b中电子在外电场的作用下重新分布 使a端带负电 先分开a b 再取走c 则a带负电 b带正电 二 库仑力属于力 具有力的所有特性 例2 如右图所示 两带电小球a和b各用等长的细线悬挂于同一点 平衡时 悬线与竖直方向的夹角分别为 和 且 关于两球的质量m1和m2 及电量q1和q2 可以断定 a 必有m1m2d 可能q1 q2 答案 ad 一 等效电流的计算 例1 若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动 则其角速度 电子绕核的运动可等效为环形电流 则电子运动的等效电流i 已知电子的质量为m 电量为e 静电力常量用k表示 学法指导 解决静电场的电子绕核的圆周运动问题 牢牢把握f向 f库 二 处理重力的方法1 对电子 质子 粒子等微粒 由于f静 f万 计算如无特殊说明 一般均忽略重力的影响 2 根据题目给出的数据 先估算重力mg和电场力qe的值 若数量级差得很大 mg qe 也可忽略重力 3 对带电小球 带电油滴 带电尘埃等 宏观 物体 计算如无特殊说明 一般要考虑重力 4 题目中涉及列关于重力的平衡问题 必须考虑重力 以上四条只是处理问题的一些共性的方法 对待问题要具体问题具体分析 例2 如图所示 真空中有两根绝缘细棒组成v字形装置 处于竖直平面内 棒上各穿一个质量为m的小球 球可沿棒无摩擦地滑下 两球都带 q的电量 现让两小球以同一高度由静止开始滑下 求两