2电荷间相互作用规律.ppt

1、电荷,两种电荷： 正电荷 负电荷,点电荷:带电体的形状和大小 与其间的距离小得多，对相 互作用力的影响可以忽略不计.,元电荷： （1）e=1.6010-19C （2）Q=ne (nZ),电荷知识：,静电力：,二.,异：吸 同：斥,、电荷间作用力的方向关系.,、电荷之间相互作用力的大小关系.,如图拉力F与夹角的关系:,F大, 大; F小, 小。,分析演示实验，思考静电力的大小与什么有关？,结论1：电荷之间的作用力随着距离的增大而减小;,F1,B.讨论下图：,B.讨论下图：,结论2：电荷之间的作用力随着电量的增大而增大;,、由更精确的实验证实：在真 空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电量乘积成正

2、比,跟它们间的距离的平方成反比,作用 力的方向在它们的连线上.,2,库仑定律,2,几点说明:,q1,r,q2,1）适用范围:1真空，2 点电荷,2）各量代表的意义、单位。,3）k静电力恒量 k=9.0109N.m2.C-2,4）计算过程q取绝对值.,二物体之间,二带电体间,对比万有引力定律,两个定律有什么相似之处?,只有引力,有引力 、斥力,氢原子由一个质子和一个电子组成根据经典模型，电子绕原子核做圆周运动，轨道半径r是.310-11 m .已知质子的质量mp为1.710-27kg ,电子的质量me为9.110-31kg , 有引力常量G为6.710-11Nm2/kg2，求: 1.电子受到的静

3、电力 2.电子受到的万有引力 3.电子受到的静电力是万有引力的多少倍?,1. F电=8.110-8N 2.万=3.710-47N 3. F电/万=2.21039,例 真空中有A、B两点电荷，相距10厘米，B的带电量是A的五倍。如果A的电荷受到的静电力是10-4N，那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个？( ),A.5 10-4N B.0.2 10-4N : C.10-4N D.0.1 10-4N,常有人根据F=Q1Q2/r2设想当r0时，得出库仑力F的结论，你认为此结论是正确？,答：错误的，原因是当r 0时，两电荷 已失去了点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出现的情况。

4、出就是说时，电荷已不能看成是点电荷 ，违背了库仑定律的适用条件。当然也就不能再用库仑定律计算两电荷之间的作用力。,范例解说： 两电量均为q 的固定点电荷相距 r，其库仑静电力大小为 F，则： 当二电量不变，距离相距 r/2时，静电力 F。 当二电量不变，距离相距 2r 时，静电力 F。 当二电量不变，距离相距 3r 时，静电力 F。 当二电量分别为2 q、3q 时，距离相距 3r 时， 静电力 F。,D, 延伸練習：A 球合力 ； C 球合力 。, 范例解说： 三个带电小球位于同一直在线，且均带有等电量的负电荷，若B球受到来自 A 球的静电力大小为 F，则 B 球受到来自 A 球和 C 球静电

5、力的合力为？ 。(A) 0(B) F(C) 2F(D) 3F。,关于元电荷的理解，下列说法中正确的是（ ） A.元电荷就是电子 B.元电荷是表示电子所带电荷量数值相等的电荷量 C.元电荷就是质子 D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,两个相同的金属小球，带电量之比为1:7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的 （ ） A.4/7 B.3/7 C.9/7 D.16/7,BD,CD,若两带电体之电量分别为8 C及4C，两带电体互相接触后分开的距离，变为原来的2倍，此时两带电体的所受静电力大小为何？ 。 (A) 32倍(B) 1倍(C) 132倍(D) 18倍

6、,C,四、库仑定律的应用,小结1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律来计算 2）电荷间作用力为一对作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律。 3）库仑定律的适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用（均匀带电体之间，均匀带电球壳间也可）,第2节电荷间的相互作用,一、电荷量与点电荷 1.电荷量：电荷量指物体所带_的多少单位是库仑，简称库，符号C.,电荷,2.点电荷：当两个带电体之间的距离比它们自身的尺度大得多时，带电体的_、_和电荷量分布对相互作用力的影响就小到可以忽略不计，在这种情况下，我们就可以把带电体简化为一个点，并称之为点电荷点电荷是一种_的物理模型,实际上并不存在,形状,大小

7、,理想化,想一想 点电荷所带电量一定很小吗？ 提示：不一定，能否被看成点电荷与所带电量无关,二、电荷量的检验 1.验电器：是一种最简单的检验物体是否_，并能粗略判断所带电荷量多少的仪器,带电,2.验电器的构造：一根一端装有光滑金属球的_，通过橡胶塞插入玻璃瓶内，在杆的下端连上两片金属箔如图所示,金属杆,3.验电器的工作原理：当带电体接触金属球时，带电体上的电荷就转移到金属球上，然后传到_上，使金属箔也带同种性质的电荷由于同种电荷相斥，使两片金属箔相互_，张开一定的角度金属箔张开角度的大小，反映了带电体所带_的多少,金属箔,推开,电荷,三、库仑定律 1.内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的

8、库仑力跟它们_的乘积成正比，跟它们_的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上 2.公式：F电_,电荷量,距离, 4.静电力常量k：它是由_决定的，在国际单位制中，k9.0109 Nm2/C2，它的单位为导出单位k的物理意义是当两个电荷量为1 C的点电荷在真空中相距1 m时，相互作用力是_,单位制,9109N,库仑定律的适用条件： 仅适用于真空中（空气中近似成立）的两个点电荷间的相互作用. 当两点电荷相距很近，即 r0时，电荷已不能看成点电荷，不能运用库仑定律计算,静电力是一种“性质力”，同样具有力的共性，遵循牛顿定律和力的合成法则,学案导引 1.什么样的电荷能视为点电荷？ 2.点电荷是否意味着

9、电荷量很小？,1.点电荷是无尺寸、无形状但有电荷量的一个理想化模型在实际测量中，只有当带电体间的距离比它们自身的尺寸大得多，以至于带电体的形状和尺寸对相互作用的影响可以忽略不计时，带电体才可以视为点电荷(类似于力学中的质点),2.一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关带电体很小，不一定可视为点电荷；带电体很大，也不一定不能视为点电荷例如研究相距很远的两个带电球之间的相互作用力时，,不管球有多大，只要它们之间的距离比球的直径大得多就可以把带电球视为点电荷再如研究质子中的夸克问题，质子虽然很小很小，但也不能当做点电荷来处理,(2012山东

10、济南外国语学校高二期中文科)关于点电荷的说法，正确的是() A只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 B体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C点电荷一定是电量很小的电荷 D体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷,【审题指导】点电荷是个理想化的模型，可类比质点来理解 【精讲精析】点电荷是无尺寸，无形状但有电量的一个理想化模型一个带电体能否视为点电荷完全取决于自身形状大小与带电体之间距离的比较，,当带电体的形状和大小与带电体之间的距离相比很小，以至于其对相互作用的影响可以忽略时，带电体才可以视为点电荷，这与带电体的所带电荷量无关分析四个选项，可知只有D项正确 【答案】D,变式训练 1.

11、关于点电荷，下列说法中不正确的是() A点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一个理想化模型 B点电荷自身不一定很小，所带电荷不一定很少 C体积小于1 mm3的带电体就是点电荷 D是否可看成点电荷与带电体的体积无关,解析：选C.点电荷是实际的带电体在一定条件下抽象出的一个理想化模型，这个条件是带电体的大小和形状在所研究的问题中对相互作用力的影响可以忽略不计,学案导引 1.库仑定律适用于所有的带电体之间的作用力的求解吗？ 2.请对比思考库仑力和万有引力？,2.注意应用库仑定律计算两点电荷间的作用力时，电荷符号不必代入，只计算其量值电荷的电性只影响库仑力的方向，而相互作用力的方向根

12、据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断,3.库仑力具有力的共性，如两点电荷间的相互作用力也遵守牛顿第三定律某个点电荷受几个点电荷作用时，用矢量合成法则求出合力 4.注意代入数据时，要统一单位，各量必须都采用国际单位制,特别提醒：库仑力是一种性质力，类似于力学中的万有引力在应用时与其它性质力一样，受力分析时不要漏掉，其大小与距离和电荷量的乘积有关,真空中有两个静止的点电荷，相距18 cm，其中Q1带正电，电荷量为1.81012 C,它们之间的引力F1.01012 N，求Q2所带的电荷量及电性,【答案】2.01012C负电,变式训练 2.为使真空中两个点电荷间的相互作用力变为原来1/4，可采用

13、的方法() A两个点电荷所带电荷量都减少为原来的1/4 B电荷之间的距离增大为原来的4倍 C电荷之间的距离减小为原来的1/2,D电荷间距和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍 解析：选D.根据库仑定律公式：Fkq1q2/r2,分别考察四个选项可知，D选项正确,1.电荷间相互作用规律 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 2.影响两电荷之间相互作用力的因素： 距离 电量 带电体的形状和大小,第二节 探究静电力,一.点电荷 当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。 点电荷是一种理想化的物理模型。

14、,第二节 探究静电力,二.点电荷间的相互作用规律 1.实验方法控制变量法 2.实验结论库仑定律,1、研究静电力的大小F与距离r的关系 使A、B、C带同种电荷，且B、C的电荷量相等。观察B、C的偏角，思考r 增大时,F的大小如何变化，并记下你的结论: 2、研究相互作用力F与电荷量q的关系 使A、B带同种电荷，观察B的偏角。设B原来的电荷量为q，使不带电的C与B接触一下即分开，这时B、C就各带q/2的电荷量。保持A、B的距离不变，观察B的偏角。思考当 B球带的电荷量减少时， F的大小如何变化。,第二节 探究静电力,二.点电荷间的相互作用规律 2.实验结论库仑定律 真空中两个点电荷之间的相互作用力，

15、跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。,说明： 1.点电荷理想模型 2.静电力常量k=9.0109Nm2/C2 3.适用条件真空中 点电荷,说明： 1、两个点电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律。 2、实验证明：两个点电荷之间的相互作用力不因第三个点电荷的存在而改变。因此，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力，是各个点电荷对这个电荷的作用力的合力,思考： 对比万有引力与库仑定律，认识自然规律的多样性和统一性。,第二节 探究静电力,【例题1】关于点电荷的说法，正确的是： A.只有体积很

16、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，这两个带电体可看成质点； D.一切带电体都可以看成点电荷。,【答案】C,第二节 探究静电力,【例题2】正点电荷A和B，带电量均为q，若在其连线的中点上置一点电荷C，使三者均静止，则点电荷C是： A.带正电，电量为q/4； B.带负电，电量为q/2； C.带负电，电量为q/4； D.正负电均可，电量为q/4.,【答案】C,第二节 探究静电力,【例题3】甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球, 其中只有一个带电, 如果让甲球分别依次与乙球、丙球接触后,再把甲、丙球放在

17、相距R处, 它们的库仑力为F；若让丙球分别依次跟乙球、甲球接触后, 再把甲、丙球放在相距R处, 它们间的库仑力为4F, 则可知原来带电的球是： A.甲球 B.乙球 C.丙球 D.无法判断,【答案】A,第二节 探究静电力,【例题4】A、B两完全相同的金属小球，所带电量的数值为q，两球相距为r，此时两球的相互作用力为F。现将第三个不带电的金属小球C先和A接触，再和B接触，然后拿走C球，则AB两球间的作用力变为多少？,【答案】若AB同性，斥力。 若AB异性，引力。,例：氢原子由一个质子和一个电子组成。根据经典模型，电子绕核做圆周运动，轨道半径让是5.310-11m。已知质子的质量mp为1.7 10-

18、27kg，电子的质量me为9.1 10-31kg，万有引力常量G为 6.7 10-11N.m2/kg2。求： (1)电子受到的静电力。 (2)电子受到的万有引力。 (3)电子受到的静电力是万有引力的多少倍。,1.自然界只存在 两种电荷,元电荷电量为: ,任何带电体的电量为元电荷 的整数倍. 2.使物体带电的方法: . . . 3 .电荷守恒定律:,正负,E=1.610-19C,摩擦起电,接触起电,感应起电,真空中的库仑定律,1.内容:真空中的两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2.公式: . 3.理解:只适合用于真空中点电荷

19、. 求出的静电力是相互作用力. 计算时先代入电量的绝对值,然后再根据电性来判断是引力还是斥力.,F=KQ1Q2/r2,例1. 06年北京卷.14 使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是,B,例2、有两个点电荷,所带电量的绝对值均为Q,从其中一个电荷上取下Q电量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的互相作用力与原来相比( ) A.一定变大. B.一定变小 C.保持不变. D.无法确定.,B,例3、如图,在光滑水平面上固定一个小球A,用一根原长为L0的,由绝缘材料制成的轻弹簧把A球和另一个小球B连接起来.然后让两球带上等量的同种电荷Q,这时

20、弹簧的伸长量为X1,如果设法使AB的电量各减少一半,这时弹簧的伸长量为X2,则( ) A. X2= X1 B. X2= X1/ 4 C. X2X1/ 4 D. X2X1/ 4,B,例4、如图,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L（L比球的半径r大得多），B球带电荷量为QB3q.A球带电荷量为QA6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求： （1）F的大小。 （2）C球所带的电量。,思路：1审题：关键词，是瞬间还是过程问题？2明对象，明状态或是研究的过程；3联想相关定律、规律；4列方程。,QC24q;F=-162kq2/L2,(03年上海)若氢原