《电荷、电荷间的相互作用》教案

第 1 页 共 7 页 电荷 电荷间的相互作用电荷 电荷间的相互作用 教案教案 教学目标 教学目标 1 知道两种电荷及其相互作用 知道电荷守恒定律 2 了解静电感应现象 知道静电感应不是创造了电荷 而是使物体中的正负电荷分开 3 掌握库仑定律 并会用库仑定律的公式进行计算 能力培养 能力培养 1 通过观察实验 培养学生观察 分析 总结的能力 2 通过阅读培养学生发现问题能力 解决问题能力 重重 点 点 1 两种电荷及其相互作用 电荷守恒定律 2 掌握库仑定律 并会用库仑定律的公式进行计算 难难 点 点 1 两种电荷及其相互作用 电荷守恒定律 2 掌握库仑定律 并会用库仑定律的公式进行计算 关关 键 键 1 教师进行恰当的举例来让学生实际感受 2 讲清摩擦起电 静电感应的实质 使学生了解二者的实质 教学过程 教学过程 复习提问 1 能量守恒与转化定律的内容 2 万有引力定律的内容 引入新课 我们已经研究了热学 下面我们研究一下电学 新授课 一 电荷的基本知识 1 起电方式 1 摩擦带电 电子的转移 电子从一个物体转移到另外一个物体 2 感应带电 电子的转移 电子从物体的一个部分转移到物体的另外一个部分 3 接触带电 电量平分规律 两个完全相同的金属球 接触后电量平分 与接触后各自带有 CQ 9 1 109 CQ 9 2 105 CQQ 19 21 107 与接触后各自带有 CQ 9 1 109 CQ 9 2 105 CQQ 19 21 102 2 元电荷 Ce 19 106 1 3 电荷守恒定律 电荷既不能被创生 也不能被消灭 它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外一部分 二 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跟它们所带电荷量的乘积成正比 跟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 公式 2 21 r QQ kF 229 109CmNk 第 2 页 共 7 页 3 公式适用条件 1 真空 静止 2 点电荷 3 匀质带电球体 4 物理意义 使电学的发展进入了定量计算的阶段 针对训练 1 关于元电荷的理解 下列说法正确的是 A 元电荷就是电子 B 元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量 C 元电荷就是质子 D 物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 2 5 个元电荷的电量是 16C 的电量等于 元电荷 3 关于点电荷的说法 正确的是 A 只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B 体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时 这两个 带电体可看做点电荷 D 一切带电体都可以看成点电荷 4 如图所示 A B C 三点在一条直线上 各点都有一个点电荷 它们所带电量相等 A B 两处为正电荷 C 处为负电荷 且 BC 2AB 那么 A B C 三个点电荷所受库 仑力的大小之比为 巩固练习 库仑力与物体平衡条件的应用 库仑力与物体平衡条件的应用 1 甲 乙两带电小球用等长的细线悬于同一点 平衡时与竖直方向的夹角分别为 且 则 能否比较两小球带电量的大小 能否比较两球质量的大小 2 如图所示 质量和电量分别为 m1 m2 q1 q2的两球用绝缘细线悬于同一点 静止后 它们恰好位于同一水平面上 细线与竖直方向的夹角分别为 则 A 若 m1 m2 q1 q2 则 B 若 m1 m2 q1 q2 则 C 若 m1 m2 q1 q2 则 D 若 m1 m2 q1 q2 则 A B C q q q 第 3 页 共 7 页 3 如图所示 为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相等的带电小球 左边放一个带正 电的球 此时两悬线都保持竖直方向 两线长度相等 那么右侧四个图中哪一个可以表 示 两球的静止位置 4 如图所示 A B 是带等量的同种电荷的小球 A 固定在竖直放置的 10cm 长的绝缘支杆 上 B 静止在光滑的绝缘的倾角为 30 的斜面上时恰与 A 等高 若 B 的质量为 30g 则3 B 的带电量是多少 等效法的应用 等效法的应用 5 如图所示 一个半径为 R 的绝缘球壳上均匀地带有电量为 Q 的电荷 另一个电量为 q 的点电荷放在球心 O 上 由于对称性 点电荷受力为零 现在球壳上挖去一个半径为 r r R 的小圆孔 问此时置于球心处的点电荷受力的大小及方向如何 相似形的应用 相似形的应用 6 有一个带电小球固定在绝缘光滑的竖直墙壁上 另有一个带同种电荷的带电小球用一 根绝缘细线系于前一带电小球正上方某点 由于漏电现象 两电荷所带电量慢慢减少 在 此过程中 两小球之间的相互作用力的大小和细线受到的拉力大小分别是如何变化的 控制变量法的应用 控制变量法的应用 7 如图所示 在光滑且绝缘的水平面上 有一根不导电的弹簧 弹簧一端跟固定固定金属 小球 A 连接 另一端连接金属小球 B 现让 A B 带上等量的同种电荷 测得弹簧的伸长 量为 x1 如果让 A B 带电量加倍 那么弹簧的伸长量为 x2 则 x1与 x2的关系是 第 4 页 共 7 页 x2 2x1 B x2 4x1 C x2 x1 D x2 x1 8 两相同带电小球 带有等量的同种电荷 用等长的绝缘细线悬挂于 O 点 如图所示 平衡时 两小球相距 r 两小球的直径比 r 小得多 若将两小球的电量同时各减少一半 当 它们重新平衡时 两小球间的距离 A 大于 r 2 B 等于 r 2 C 小于 r 2 D 无法确定 与圆周运动的结合 与圆周运动的结合 9 有两个点电荷的质量分别是 m1和 m2 它们的带电量分别是 q1和 q2 两个点电荷保持 它们之间的距离 不变 绕它们连线上的某一点各自做匀速圆周运动 它由于两点电荷之 间的万有引力远小于它们之间的库仑力 故不计万有引力的作用 求它们做匀速圆周运动 的周期 是多大 10 设电子电量为 e 质量为 m 氢原子的原子核质量远大于电子质量 设电子绕核做圆 周运动的半径是 R 用牛顿力学的思想求 1 电子的运动速率 2 电子绕运动可以等效成电流 求这个等效电流的大小 11 如图所示 两个正 负点电荷 在库仑力作用下 它们以两者连线上的某一点为圆心 做匀速圆周运动 以下说法中正确的是 A 它们所需要的向心力不相等 B 它们做圆周运动的角速度相等 C 它们的线速度与其质量成反比 D 它们的运动半径与电荷量成反比 与功和能量的结合 与功和能量的结合 12 甲 乙两个外形完全相同的带电金属球 乙球通过绝缘支架固定在甲球的正下方 让 甲球从高处由静止开始下落 不计空气阻力的作用 两球相碰的瞬间没有机械能的损 失 则碰撞后 甲球上升的最大高度与下落起始点的高度相比 A 可能变小 B 可能不变 C 可能变大 D 由于带电性质不明确 上述三种情况都可能 隔离法的应用 隔离法的应用 13 如图所示 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷 质量均为 0 1 克 分别用 10 厘 米长的绝缘细线悬挂于天花板上的一点 当平衡时 B 球偏离竖直 60 角时 A 球竖直悬挂且与绝缘墙壁接触 求 第 5 页 共 7 页 每个球的带电量 墙壁受到的压力 每条细线的拉力 整体法应用整体法应用 14 有两个电量不变的点电荷 和 如图所示 紧靠光滑绝缘的竖直墙壁 其质量为 m1 质量为 m2的 置于光滑的水平面上 用水平力 作用于 使 在如图所示位 置平衡 当用力 将 微微向左移动后 对墙壁的压力是如何变化 的 对地面的压力是如何变化的 牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律的应用 15 如图所示 质量均为 m 的 A B C 三个小球都静止在光滑绝缘水平面上 相邻两球的 间距 L 0 1m 现在使它们带电 QA 10 5C QB 10 6C 若只在 C 上加一个水平向右的恒力 F 使三小球始终保持间距 L 向右运动 则 C 应带什么电 电量多大 所加的力 F 多大 分析与判断分析与判断 16 真空中有两个位置固定的点电荷 相距 0 1m 已知 Q1 9 10 9C Q2 4 10 9C 现引入 第三个带正电的点电荷 q 问 q 必须置于何处时 才能使该电荷处于静止状态 第三个电荷的电量是多少 如果引入的第三个点电荷 q 是负电荷 将置于 中所求得的位置 它是否可以 外于平衡状态 如果 Q1和 Q2都不固定 则第三个电荷应置于什么地方 它的带电量是多少 带什 么电荷 17 带电量为 4Q 和 Q 的点电荷 A B 相距 L 要求引入第三个点电荷 C 使三个点电荷 在库仑力作用下都处于平衡状态 求 C 的电荷和位置 动量动量 18 如图所示 A B 两点电荷相距 L 2m 质量大小为 mA mB 2 10g 它们由静止开始运 动 不计重力 开始时 A 的加速度为 a 经过一时间后 B 的加速度也为 a 速率为 v 3m s 那么这两点电荷相距 m 此时 A 的速率为 m s 第 6 页 共 7 页 19 如图所示 质量为 m 电量为 q 的小球 B 用绝缘丝线悬挂于 O 点 球心与 O 点相距 l 在 O 点正下方有一带同种电荷的小球 A 固定不动 A 的球心到 O 点距离也是 l 改变 A 球带电 量 B 球将在不同位置处于平衡状态 当 A 球带电量为 Q1 B 球平衡时的丝线拉力为 T1 如 A 球带电量增加一倍 B 球平衡时丝线拉力为 T2 则有 A T2 T1B T2 T1 C T2 T1D T2 T1 mg 20 如图所示 三个点电荷 q1 q2 q3固定在一直线上 q2和 q3的距离为 q1与 q2距离的 2 倍 每个电荷所受静电力的合力均为零 由此可以判定 三个电荷的电量之比 q1 q2 q3为 A 9 4 36 B 9 4 36 C 3 2 6D 3 2 6 参考答案 参考答案 巩固练习 1 不能 能 2 AC 3 B 4 1 10 6C 5 4 2 4R KqQr F 6 绳上拉力不变 两球间库仑力减小 7 C 8 A 9 10 2 2121 21 mmqKq Lmm LT mR K e mR K R e 2 2 11 B 12 C 13 1 QA QB 3 33 10 8C 2 NA 8 7 10 4N 3 TA 1 5 10 3N TB 1 0 10 3N 18 变小 不变 14 负电 63N C 5 10 3 4 15 在 Q1Q2的连线的延长线上 Q2一侧 离 Q20 2m 处 第 7 页 共 7 页