高中物理 1.2 库仑定律课件 教科版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 教科版 第一章静电场 1 2库仑定律 目标定位 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 知道点电荷的概念 识记库仑定律的公式和适用条件 会用库仑定律进行有关的计算 1 2 3 答案不一定 带电体看做点电荷的条件是带电体本身的线度比它到其它带电体的距离小很多 它的形状 大小与电荷在其上的分布状况均无关紧要 所以体积小的带电体不一定可以看做点电荷 预习导学 一 探究影响点电荷之间相互作用的因素 线度小形状大小电荷分布状况理想化 1 想一想体积很小的带电体一定可以看做点电荷吗 2 增大减小 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 预习导学 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 二 库仑定律 答案万有引力共同点 都与距离的平方成反比 都有一个常量区别 万有引力与两个物体质量有关 只有引力 库仑定律与两个物体电荷量有关 有引力 也有斥力 想一想库仑定律的表达式和我们以前学过的哪一个力相似 你能说说它们的异同点吗 1 正比二次方它们的连线上2 9 0 1093 在真空中点电荷4 矢量和 课堂讲义 一 对点电荷的理解 1 点电荷是理想化的物理模型 点电荷只有电荷量 没有大小 形状 类似于力学中的质点 实际并不存在 2 一个带电体能否看做点电荷 是相对于具体问题而言的 不能单凭其大小和形状决定 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例1关于点电荷 下列说法中正确的 a 点电荷就是体积小的带电体b 球形带电体一定可以视为点电荷c 带电少的带电体一定可以视为电荷d 大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷 d 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 二 对库仑定律的理解和应用 1 库仑定律成立的条件是真空中两个点电荷间的相互作用力 但空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算 2 两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律 即两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力 不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 3 用公式计算库仑力大小时 不必将表示电荷q1 q2的带电性质的正 负号代入公式中 只将其电荷量的绝对值代入即可 力的方向再根据同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引加以判别 课堂讲义 解析当a c两球接触时 据电荷均分原理可知 两球均带电荷量为 c与b球接触后 b c所带电量为qb qc 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例2有三个完全一样的金属球a b c a球带的电荷量为7q b球带的电荷量为 q c球不带电 将a b两球固定 然后让c球先跟a球接触 再跟b球接触 最后移去c球 则a b球间的作用力变为原来的多少倍 课堂讲义 例2有三个完全一样的金属球a b c a球带的电荷量为7q b球带的电荷量为 q c球不带电 将a b两球固定 然后让c球先跟a球接触 再跟b球接触 最后移去c球 则a b球间的作用力变为原来的多少倍 开始时a b两球之间的作用力为 后来a b两球之间的作用力为 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例2有三个完全一样的金属球a b c a球带的电荷量为7q b球带的电荷量为 q c球不带电 将a b两球固定 然后让c球先跟a球接触 再跟b球接触 最后移去c球 则a b球间的作用力变为原来的多少倍 库仑定律 借题发挥 若两个金属小球的电荷量分别为q1 q2 第三个完全相同的不带电的金属球与它们无限次接触后 三个金属球平分总电荷量 q1 q2 q3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 库仑定律 库仑力也称为静电力 三 静电力的叠加 它具有力的一切性质 它与学过的重力 弹力 摩擦力是并列的 它是矢量 合成或分解时遵循平行四边形定则 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 库仑定律 例3如图所示 在a b两点分别放置点电荷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 如果有一个电子在c点 它所受的库仑力的大小和方向如何 解析电子在c点同时受a b点电荷对其的作用力fa fb 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 库仑定律 例4如图所示 在a b两点分别放置点电荷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 如果有一个电子在c点 它所受的库仑力的大小和方向如何 由平行四边形定则和几何知识得 静止在c点的电子受到的库仑力f fa fb 8 0 10 21n 方向平行于ab向左 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 库仑定律 例4如图所示 在a b两点分别放置点电荷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 如果有一个电子在c点 它所受的库仑力的大小和方向如何 借题发挥 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 某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力 这就是库仑力的叠加原理 课堂讲义 库仑定律 四 静电力作用下的平衡问题 分析问题的思路与方法完全是力学问题的思路与方法 2 分析静电力平衡的基本方法 1 明确研究对象 2 画出研究对象的受力分析图 3 根据平衡条件列方程 4 代入数据计算或讨论 1 静电力可以与其他的力平衡 可以使物体发生形变 也可以产生加速度 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 库仑定律 例4如图所示 把质量为3g的带电小球b用绝缘细绳悬起 若将带电量为q 4 0 10 6c的带电球a靠近b 当两个带电小球在同一高度相距r 20厘米时 绳与竖直方向成 30 角 a b球均静止 求 b球的带电量q 解析对球b受力分析如图所示 联立解得 斥力水平 b也带负电 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对点练习 库仑定律 对点电荷的理解 1 下列说法中正确的是 a 点电荷是一种理想模型 真正的点电荷是不存在的b 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体c 根据f kq1q2 r2可知 当r 0时 f d 一个带电体能否看成点电荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 解析 ad 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 理想模型 带电体看成点电荷的条件 无关 不能看做质点 此定律不在成立 对点练习 库仑定律 静电力的叠加 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 解题指导 2 如图所示 等边三角形abc 边长为l 在顶点a b处有等量同种点电荷qa qb qa qb q 求在顶点c处的正点电荷qc所受的静电力 qa q qb q qc l l l 解析根据库仑定律 qa对qc作用力 qb对qc作用力 qc受力的大小 与ab连线垂直向上 qa qb对qc的作用力具有独立性 作用力的大小和方向都不因其他电荷的存在而改变 对点练习 库仑定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 若两球电性相反 3 两个相同的金属小球 可看作点电荷 所带电量之比为1 7 在真空中相距为r 把它们接触后再放回原来的位置上 则它们间的库仑力可能是原来的 a 7b 3 7c 9 7d 16 7 对库仑定律公式的理解和应用 对点练习 库仑定律 3 两个相同的金属小球 可看作点电荷 所带电量之比为1 7 在真空中相距为r 把它们接触后再放回原来的位置上 则它们间的库仑力可能是原来的 a 7b 3 7c 9 7d 16 7 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对库仑定律公式的理解和应用