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文档简介
1、知识是人类进步的阶梯1-2库仑定律知识点、探究影响电荷问相互作用力的因素实验原理如下图,J8蛮夫,F变大,g变小,F变小.魏;说总L,方法(控 制变量法)探究电荷间作用力与距 离的关系探究电荷间作用力与电荷 量的关系实验操作保持电荷量不变,改变 悬点位置从而改变小 球间距入打量夹角e改变情况改变小球带电荷量g,观 察夹角&改变情况实验现象/变大,&变小 变小,日变大?变大,登, q变小,变小.实验结论电荷间的作用力与距离有关,与电荷量有关(1) 电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与 有关,二是与 有关.(2) 电荷间的相互作用力随着电荷量的增大而 随着距离的增大而 o
2、、库仑定律一 内容:直空中两个静止点电荷之何的相互作用力,与它 们的电荷量的乘积成也t_,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.适合条件;(OS真空申皆 点电荷G)静电力常量公式中的比例常数底叫做静电力常量,在国际单位制中. 冬=90又】伊心,其意义是两个电荷量是1 C的点电荷在真 空中相距1 m时,相互作用力是9.0X 10s N.说明:库仑力具有力的一切性质,可以与其他力合成、分解,可以与其他力平衡,可以产生加速度,两点电荷间的库仑力是一对相互作用力,遵从牛顿第三定律. 点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的 、大小及电荷 分布状况对它们之间
3、的作用力的影响可以忽略时, 这样的带电体就可以看成带电的点,叫 做点电荷.【格外提醒】点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型.说明:实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷.一个带电体能否看成点电荷,不能单凭其大小和形状确定,也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定,关键 是看带电体的形状和大小对所钻研的问题有无影响,假设没有影响,或影响可以忽略不计, 那么带电体就可以看做点电荷.填空:1. 库仑定律:真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比,跟它们的 成 反比,作用力的方向在 上.公式:F=,式中k叫做.如果公式中的各个 物理量都采用国际单位,即电量的单位用 ,力的单位
4、用 ,距离的单位用 , 那么由实验得出k=9X 109.使用上述公式时,电荷量 Q、Q用绝对值代入计算.2. 库仑定律适合适合于 中(空气中近似成立)两个 间的相互作用.3. 当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽 略不计,这时的带电体可以看作 .点电荷类似力学中的 ,是一种理想化模型.4. 以下关于点电荷的说法中,正确的选项是()A.只有体积很小的带电体才 -能看成是点电荷 B .体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C. 当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D. 一切带电体都可以看成是点电荷5. 真空中有甲、乙两个
5、点电荷,相距为了 r,它们间的静电力为了 F,假设甲的电荷量变为了原来的 2倍,乙的电荷量变为了原来的1/3,距离变为了2r,那么它们之间的静电力变为了A. 3F/8B . F/6C . 8F/3D . 2F/36. “由F= k可得:当两个电荷之间的距离rt 0时,电荷之间的库仑力Ft°° 这种说r法正确吗?提示:这种说法不正确.库仑定律的适合条件是真空中的点电荷,也就是说只有真空中的两个点电荷之间才遵循F= k迎这个公式,当r0时,虽然从数学上会得出Foo的结论,但是它恰恰无视了表达式r 2成立的条件,当r0时,两个电荷已经不能再看成是点电荷,也就不能运用库仑定律计算两
6、电荷之间的相 互作用力了.例1:有三个完全一样的球 A、B、C, A球带电荷量为了7Q B球带电荷量为了一 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,那么A、B球间的作 用力变为了原来的多少?【思路点拨】求解此题应把握以下三点:(1) 先据库仑定律写出原来 A、B间库仑力的表达式.(2) 据电荷均分原理确定接触后 A B的带电量.(3) 再据库仑定律写出现在 A、B间的库仑力.例2:两个分别带有电荷量一Q和+3Q的相同金届小球(均可视为了点电荷),固定在相距为了r r的两处,它们问库仑力的大小为了 F,两小球相互接触后将其固定距离变为了 2,那么两
7、球问库仑力134的大小为了()A. FB.4F C.3F D. 12F过程:例3:如右图所示,悬:挂在 O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B,当B到达悬点.的正下方并与A在同一 水平线上,A处丁受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为了 9.假设两次实验中B的电荷量分别为了q1和q2, 9分别为了30°和45° ,那么q2/q1为了()A. 2B. 3 C . 2宓D. 3/3衅折:以小球4为了钻研对象设小珠带电荷量为了如 燮长西次受库仑力平寄玲卜叽原忸皿&1,蛛叽曹tan务.H =女in 血,丐=Z
8、sin M将鱼= S0处=4乎代入g C库仑定律典型例题分析【例1】如图1所示,真空中有三个同种点电荷 Q、Q2和Q3,它们固定在一条直线上,电 荷量均为了Q=4.0X 10 12C,求Q2所受的静电力的大小和方向.【解析】对Q2受力分析如图Q1对Q2的作用力:F12Q2 k% 12所示,Q2所受的静电力为了 Q3和Q1对Q2的作用力的合力.CiQ20仔丁0.小二Q3对Q2的作用力:Q3Q2F 32k2Q2 kQ_2 11FF12F32kQ (-2 -2)ri&Cl 夕33 Qq 12 色t10 1林 0.2机一图2代入数据得:F 1.1 10 11 N,方向沿Q2、Q3连线指向Q3【
9、例2】如图3所示,真空中有两个点电荷 A、B,它们固定在一条直线上相距 L=0.3m的两点,它 们的电荷量分别为了Qa=16X 10 12C, Qb=4.0X 10 12C,现引入第三个同种点电荷 C,(1) 假设要使C处丁平衡状态,试求C电荷的电量和放置的位置?(2) 假设点电荷A、B不固定,而使三个点电荷在库仑力作用下都能处丁平衡状态,试求C 电荷的电量和放置的位置?【解析】上-::氐 卜Q.3-粉一4(1)由分析可知,由于 A和B为了同种电荷,要使 C处于平衡状态,C图3必须放在A、B之间某位置,可为了正电荷,也可为了负电荷.设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为了 Q3Fac Fbc 注.
10、牌 kQdx (L x)文档如有冒犯,请站内留言,谢谢!x=0.2m4(L x)2=x2即点电荷C放在距A右侧0.2 m处,可为了正电荷,也可为了负电荷.(2)首先分析点电荷C可能放置的位置,三个点电荷都处丁平衡,彼此之间作用力必须在一条直线上,C只能在AB决定的直线上,不能在直线之外.而可能的区域有 3个, AB连线上,A与B带同种电荷互相排斥,C电荷必须与A B均产生吸引力,C为了负电 荷时可满足; 在AB连线的延长线A的左侧,C带正电时对A产生排斥力与B对A作用力方向相反 可能A处丁平衡;C对B的作用力为了推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使 B平衡;C带负电时对A产生吸引力与B对A作
11、用力方向相同,不可能使A处丁平衡;C对B的作用 力为了吸引力与A对B作用力方向相反,可能使B平衡,但离A近,A带电荷乂多,不能同时使AB处丁平衡. 放B的右侧,C对B的作用力为了推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使 B平衡;由分析可知,由丁 A和B为了同种电荷,要使三个电荷都处丁平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,且为了负电荷.设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为了Q对 C: kQ1Qx.Q2Q3 k2(0.3 x)x=0.2m对 B: kQ1Q,Q3Q2 k2(L x)16Q310912.C ,为了负电何.【拓展】假设A、B为了异种电荷呢?【解析】(1)电荷C放在B的右侧,且距B 0.3
12、m处,电量的大小及正负无要求;(2)电荷C放在B的右侧,且距B 0.3 m处,C为了正电荷,Q3 16 10 12C学生回纳后进行总结:同种电荷放中间,异种电荷在两边; 远离大球近小球,平衡位置连成线; 三个小球都平衡,电量正负有条件; 第三小球能平衡,电量正负任意选.【例3】如图4所示,把水平为了0.2克的带电小球A用丝线吊起,假设将带电量为了4X 10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度时且相距 3cm丝线与坚直方向火角为了45 , 此时小球B受到库仑力F=0小球A带的电量qA=一, 图4丝线的张力T;.小球B对小球A的静电力F,三个力的作用.三个【解析】根据题意可知,小球 A处丁平衡状态,分析小球 A受力情况如图5 所示.小球A受到重力mg力的合力为了零.F mgtg45mg代入数据解得:F210由式可知:qAmg2 rkqB代入数据解得:qA5103N9C 小球B受到库仑
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