高二物理 库仑定律 课件选修31.ppt

电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 在转移过程中 电荷的总量保持不变 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的代数和总是不变的 也常表示为 a b 例 如图 有一带正电的验电器 当一金属球a靠近验电器小球b 不接触 时 验电器的金属箔张角减小 则 a 金属球a可能不带电b 金属球a可能带负电c 金属球a可能带正电d 金属球a一定带负电 解析 验电器的金箔之所以张开 是因为它们都带有正电荷 而同种电荷相排斥 张开角度的大小决定于两金箔带电荷的多少 如果a球带负电 靠近验电器的b球时 异种电荷相互吸引 使金箔上的正电荷逐渐 上移 从而使两金箔张角减小 选项 正确 同时否定选项 如果a球不带电 在靠近b球时 发生静电感应现象使a球上电荷重新分布 靠近b球的端面出现负的感应电荷 而背向b球的端面出现正的感应电荷 a球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用 因距离的不同而表现为吸引作用 从而使金箔张角减小 选项 正确 同时否定选项d 2库仑定律 当两球之间距离减小时 当两球带电量增加时 f增大 f增大 一 探究影响电荷间相互作用力的因素 法国工程师 物理学家 1736年6月14日生于法国昂古莱姆 1806年8月23日在巴黎逝世 库仑 二 库仑定律 1 内容 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 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 2 点电荷 形状大小及电荷分布对力的影响可以忽略时 电荷间的作用力称为静电力或库仑力 库仑扭秤 三 库仑扭秤实验 f 1 r2 f q1q2 f k q1q2 r2 k 静电力常量 且k 9 0 109n m2 c2 1785年 库仑用他自己发明的扭秤 从实验得到静电力的平方反比定律 库仑扭秤 注意 库仑定律表明 库仑力和距离是 这和万有引力十分相似 平方反比律 库仑定律适用于 真空中两静止点电荷间的作用 如果不可以看成点电荷该如何处理呢 看电荷分布中心 库仑力具有力的一切性质 在使用公式f kq1q2 r2时 是否需要把q1 q2的正负符号代入计算 不需要 当多个带电体同时存在时 任二带电体间的作用力仍遵守 任一带电体同时受到多个库仑力的作用 可以利用力的合成的定则求出合力 库仑定律 平行四边形 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 例 在真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球a和b 均可看做点电荷 分别固定在两处 两球间静电力为f 现用一个不带电的同样的金属小球c先与a接触 再与b接触 然后移开c 此时a b球间的静电力变为多大 若再使a b间距离增大为原来的2倍 则它们间的静电力又为多大 例 例 在边长为a的正方形的每一顶点都放置一个电荷量为q的点电荷 如果保持它们的位置不变 每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多大 例 两个半径为r的金属球 分别带电q和 3q 当球心相距r 3r放置时 两球间的相互作用力为f 若将两球接触后放回原来的位置 则两球之间的相互作用力大小为 a fb 等于f 3c 大于f 3d 小于f 3 q1m1 q2m2 发散 如图所示 真空中有两个点电荷q1和q2 它们的质量分别为m1和m2 现在用两根绝缘细线栓挂在天花板上 在库仑力作用下两根细线与竖直方向夹角为 和 且两点电荷此时处于同一水平线上 则以下说法正确的是 t1和t2分别为两根细线的弹力 a 若 则有m2 m1 t2 t1b 若 则有m2 m1 t2 则有q2 q1 t2 t1d 若 则有q2 q1 t2 t1 发散 在光滑绝缘的水平面上放着三个可看作点电荷的带电小球a b c 它们在相互库仑力的作用下都处于静止状态 已知小球a和b带电量分别为q1 4 0 10 9c和q2 9 0 10 9c 两者相距50cm 如果只要求c球能处于平衡状态 而a b球可先固定 则对c球的电量 电性 所放的位置有何要求 求带电小球