高中物理 第一章 静电场 2库仑定律课件 教科版选修31.ppt

2库仑定律 1 悬绳为什么发生了偏转 2 当棉球的位置发生变化时 悬绳的偏转程度变化了吗 你能解释这一现象吗 1 类比质点 知道点电荷的概念 2 理解库仑定律的含义及其公式表达 知道静电力常量 3 会用库仑定律的公式进行有关的计算 重点 4 了解库仑扭秤的实验原理 一 复习回顾 2 电荷守恒定律 1 起电方法 1 摩擦起电 2 感应起电 3 接触带电 电荷既不能被创造 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 在转移的过程中 电荷的总量保持不变 3 元电荷 任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍 同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引 4 电荷间相互作用规律 小球受力示意图 偏角越大 表明力越大 二 探究影响点电荷之间相互作用力的因素 提示 控制变量法 电荷间的相互作用力可能和什么有关 探究影响点电荷之间相互作用力的因素 科学家们通过实验验证 保持r不变 物体电荷量越大 物体受到的库仑力就越大 距离相同 带电小球偏转角度不同 可见其受力大小不同 带电量相同 带电小球偏转角度不同 可见其受力大小不同 科学家们通过实验验证 保持q不变 物体距离越远 物体受到的库仑力就越小 影响两电荷之间相互作用力的因素 电量q 距离r实验探究结果表明 电荷之间的相互作用力 1 随电荷量的增大而增大 2 随距离的增大而减小 法国物理学家库仑利用扭秤探究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系 库仑扭秤实验 三 库仑定律 1 内容 真空中两个静止的点电荷之间的作用力 斥力或引力 与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比 与它们之间距离的平方成反比 作用力的方向沿着这两个点电荷的连线 1 真空中 2 点电荷 在空气中的结果与真空中相差很小 因此在空气中也可使用 2 适用范围 点电荷 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一个几何点 并称它为点电荷 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的物理模型 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 3 公式 电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力 k静电力常量 k 9 0 109n m2 c2 注意 1 计算大小时只将电荷量的绝对值代入 2 方向在两点电荷的连线上 同种电荷相斥 异种电荷相吸 思考 库仑力和万有引力的相同点和不同点 相同点 1 两种力都与距离的二次方成反比 2 两种力都与有关的物理量的乘积成正比 3 两种力的方向都在两物体的连线上 库仑力与万有引力的异同 不同点 1 描述了两种作用 性质不同 库仑力是由物体带电引起的作用 万有引力是由物体具有质量引起的作用 2 力的大小与相关的物理量不全相同 库仑力与电荷量相关 万有引力与质量相关 3 静电力可以是引力 也可以是斥力 万有引力只能是引力 4 常量不相同 例题1 已知氢核 质子 的质量是1 67 10 27kg 电子的质量是9 1 10 31kg 在氢原子内它们之间的最短距离为5 3 10 11m 试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力 解 氢核与电子所带的电荷量都是1 6 10 19c 8 2 10 8n 9 0 109 可见 微观粒子间的万有引力远小于库仑力 因此在研究微观粒子的相互作用时 经常忽略万有引力 例题2 真空中有三个点电荷 它们分别固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上 每个点电荷都是 2 10 6c 求电荷q3所受的库仑力 解 q3共受f1和f2两个力的作用 q1 q2 q3 q 相互间的距离r都相同 0 144n 根据平行四边形定则 合力是 合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外 同理可求另外两电荷所受库仑力 库仑定律使用心得 电荷量用绝对值代入 不要带 号力的作用有相互性 q1 q2带电量可以不相等 但q1 q2间相互作用力f f 大小必相等库仑力的方向 在它们的连线上 同种电荷异种电荷多点电荷的作用 先独立求力 再矢量运算 一 库仑定律 1 内容 真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上2 计算公式 3 方向 方向在两点电荷的连线上 同种电荷相斥 异种电荷相吸 4 适用范围 真空中点电荷二 库仑定律的计算应用 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 a 真正的点电荷是不存在的b 点电荷是一种理想模型c 足够小的电荷就是点电荷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 abd 2 关于库仑定律公式 说法正确的是 a 当两电荷的距离无穷远时 库仑力为零b 当两电荷的距离趋于零时 库仑力为无穷大c 当两电荷的电量均增大为原来的2倍 距离不变时 库仑力为原来的2倍d 当两电荷的电量均增大为原来的2倍 距离变为原来的2倍时 库仑力不变 ad 3 三个相同的金属小球a b和c 原来c不带电 而a和b带等量异种电荷 相隔一定距离放置 a b之间的静电力为f 现将c球分别与a b接触后拿开 则a b之间的静电力将变为 a f 2b f 4c f 8d 3f 8 c 4 如图所示 用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球a和b 此时 上 下细线受的力分别为ta tb 如果使a带正电 b带负电 上 下细线受力分别为t a t b 则 a tat bc ta t ad tb t b bc 5 真空中有两个大小相等的带电球体 带电量分别为