《2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.2 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修3-1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.2 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修3-1.ppt（78頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2庫(kù)侖定律,一、探究影響電荷間相互作用力的因素：1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)小球帶電量一定時(shí)，距離帶電物體越遠(yuǎn)，絲線偏離豎直方向的角度_____。(2)小球處于同一位置時(shí)，小球所帶的電荷量越大，絲線偏離豎直方向的角度_____。,越小,越大,2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而_____，隨著距離的增大而_____。3.猜想：帶電體之間的作用力與它們電荷量的乘積成_____，與它們之間距離的二次方成_____。,增大,減小,正比,反比,二、庫(kù)侖定律1.庫(kù)侖力：電荷間的___________，也叫作靜電力。2.點(diǎn)電荷：帶電體間的距離比自身的大小_______，以致帶電體的_____、____
2、_及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可忽略時(shí)，可將帶電體看作_________，它是一種理想化的物理模型。,相互作用力,大得多,形狀,大小,帶電的點(diǎn),3.庫(kù)侖定律：(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積_______，與它們的距離的二次方_______，作用力的方向在_____________。(2)表達(dá)式：F=_______，k叫作靜電力常量，k=______________。(3)適用條件：真空中的_______。,成正比,成反比,它們的連線上,點(diǎn)電荷,4.靜電力的疊加原理：(1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力_____(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存
3、在而有所改變。(2)兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的_______。,不會(huì),矢量和,【思考辨析】(1)很小的帶電體就是點(diǎn)電荷。()(2)實(shí)際中不存在真正的點(diǎn)電荷。()(3)庫(kù)侖力是一種性質(zhì)力。()(4)庫(kù)侖力的大小與電性沒(méi)有關(guān)系。()(5)根據(jù)庫(kù)侖定律，只有兩點(diǎn)電荷電量相等時(shí)，它們間的庫(kù)侖力才相等。(),,提示：(1)。點(diǎn)電荷是自身大小比它們之間的距離小得多的帶電體，很小的帶電體在距離很近時(shí)不能看成點(diǎn)電荷，(1)錯(cuò)誤。(2)√。點(diǎn)電荷是理想化模型，實(shí)際中并不存在，(2)正確。(3)√。庫(kù)侖力是按其本身的性質(zhì)定義的，是一種性質(zhì)力，(3)正確。,
4、,(4)√。電性影響庫(kù)侖力的方向(同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引)，不影響庫(kù)侖力的大小，(4)正確。(5)。兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力是一對(duì)相互作用力，不論它們的電荷量是否相等，它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等，(5)錯(cuò)誤。,,【生活鏈接】小明同學(xué)用圖中的裝置探究影響電荷間相互作用力的因素。帶電小球A、B之間的距離越近，擺角θ越大，這說(shuō)明它們之間的庫(kù)侖力越大，這與庫(kù)侖定律是一致的。小明同學(xué)根據(jù)庫(kù)侖定律的表達(dá)式得出當(dāng)r→0時(shí)F→∞，這個(gè)結(jié)論成立嗎？為什么？,,提示：不成立，因?yàn)楫?dāng)r→0時(shí)兩帶電體已不能看成點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律已不再成立。,知識(shí)點(diǎn)一點(diǎn)電荷探究導(dǎo)入：“嫦娥三號(hào)”月球探測(cè)器發(fā)射升空過(guò)程中由于與
5、大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電，如果這些靜電沒(méi)有及時(shí)導(dǎo)走，在研究“嫦娥三號(hào)”與地球(地球帶負(fù)電)的靜電力時(shí)，能否把“嫦娥三號(hào)”看成點(diǎn)電荷？為什么？,提示：由于“嫦娥三號(hào)”的大小比它與地球之間的距離小得多，它本身大小可以忽略，因此可以把它看成點(diǎn)電荷。,,【歸納總結(jié)】1.點(diǎn)電荷是物理模型：只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化的模型，類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在。2.帶電體看成點(diǎn)電荷的條件：如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響很小，就,可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對(duì)問(wèn)題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點(diǎn)電荷。3.元電荷與點(diǎn)電荷：(1)元電荷是一
6、個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶電荷量的絕對(duì)值，是電荷量的最小單位。(2)點(diǎn)電荷只是不考慮帶電體的大小和形狀，是帶電個(gè)體，其帶電荷量可以很大也可以很小，但它一定是元電荷電荷量的整數(shù)倍。,【易錯(cuò)提醒】點(diǎn)電荷只具有相對(duì)意義(1)點(diǎn)電荷是一個(gè)相對(duì)的概念，一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問(wèn)題而言的，不能單憑其大小和形狀確定。(2)帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時(shí)才能看作點(diǎn)電荷，還與問(wèn)題所要求的精度有關(guān)。,(3)從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí)，完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。,【典題通關(guān)】【典例】(多選)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法中正確的是()A.無(wú)論兩個(gè)帶電體多大，只要它們之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小，這兩個(gè)帶電
7、體就可以看作是點(diǎn)電荷,B.一個(gè)帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點(diǎn)電荷C.一個(gè)體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點(diǎn)電荷D.兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理,【正確解答】選A、D。無(wú)論兩帶電體自身大小怎樣，當(dāng)兩帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小時(shí)，帶電體本身的大小對(duì)于所研究的問(wèn)題影響很小，可把帶電體看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)A正確，而選項(xiàng)C錯(cuò)誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本身的大小和形狀對(duì)問(wèn)題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電金屬小球，若離得很近，,兩球所帶的電荷在靜電力作用下會(huì)分布不均，電荷的分布影響到靜
8、電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點(diǎn)電荷間距大于球心距離；若帶異種電荷，相互吸引，等效的點(diǎn)電荷間距小于球心距離，因此，選項(xiàng)D正確。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于元電荷和點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法中正確的是()A.電子就是元電荷B.元電荷的電荷量等于電子或質(zhì)子所帶的電荷量C.電子一定是點(diǎn)電荷D.帶電小球也可能視為點(diǎn)電荷,【解析】選B、D。電子和質(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子，而元電荷只是一個(gè)電量單位，A錯(cuò)誤，B正確；帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、電荷量多少而論，只要在測(cè)量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略，即可視為點(diǎn)電荷，C錯(cuò)誤，D正確。,2.美國(guó)東部一枚火箭從佛羅里達(dá)州肯尼迪
9、航天中心39B發(fā)射塔沖天而起。這是美國(guó)未來(lái)載人航天工具——“戰(zhàn)神I-X”火箭的第一次升空。升空過(guò)程中由于與大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電，如果這些靜電沒(méi)有被及時(shí)導(dǎo)走，下列情況中升空后的“戰(zhàn)神I-X”火箭能被視為點(diǎn)電荷的是(),A.研究“戰(zhàn)神I-X”火箭外部與其相距1m處的一個(gè)帶電微粒之間的靜電力B.研究“戰(zhàn)神I-X”火箭與地球(帶負(fù)電)之間的靜電力C.任何情況下都可視為點(diǎn)電荷D.任何情況下都不可視為點(diǎn)電荷,,【解析】選B。當(dāng)火箭離開(kāi)地球較遠(yuǎn)時(shí)，火箭的大小相對(duì)火箭與地球之間的距離可忽略不計(jì)。電荷在火箭上的分布情況對(duì)研究火箭與地球間靜電力的作用可忽略不計(jì)，此時(shí)火箭可看作點(diǎn)電荷，選B。,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】物理
10、學(xué)引入“點(diǎn)電荷”概念，從科學(xué)方法上來(lái)說(shuō)是屬于()A.觀察實(shí)驗(yàn)的方法B.控制變量的方法C.等效替代的方法D.建立物理模型的方法,,【解析】選D。點(diǎn)電荷是為了研究物理問(wèn)題方便而引入的物理模型，是由實(shí)際物體抽象所得，D對(duì)。,知識(shí)點(diǎn)二庫(kù)侖定律的理解探究導(dǎo)入：如圖所示，可以探究電荷間的相互作用力大小的影響因素。,(1)掛在P1處的小球帶電量一定時(shí)，增大電荷量Q，發(fā)現(xiàn)細(xì)繩的偏角變大，則說(shuō)明帶電小球所受庫(kù)侖力如何變化？該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電荷間相互作用力大小與什么因素有關(guān)？,(2)將三個(gè)質(zhì)量、帶電量都相同的帶電小球分別懸掛于P1、P2、P3處，在電荷Q作用下，發(fā)現(xiàn)它們的偏角如圖所示。則說(shuō)明P1、P2、P3處的三個(gè)帶電
11、球所受Q的作用力逐漸變大還是變??？該實(shí)驗(yàn)又說(shuō)明電荷間相互作用力大小與什么因素有關(guān)？,提示：(1)細(xì)繩的偏角變大，說(shuō)明帶電小球所受相互作用力變大。由于相互作用力變大是增大電荷量Q引起，則說(shuō)明電荷間的相互作用力大小與電荷量大小有關(guān)，電荷量越大，相互作用力越大。,(2)P1、P2、P3處細(xì)繩的偏角逐漸減小，表明三個(gè)帶電球所受Q的相互作用力逐漸變小。由于它們距離Q逐漸變遠(yuǎn)，該實(shí)驗(yàn)表明電荷間的庫(kù)侖力與它們間的距離有關(guān)，距離越大，庫(kù)侖力越小。,【歸納總結(jié)】1.庫(kù)侖定律的適用條件：(1)真空。(2)點(diǎn)電荷。這兩個(gè)條件都是理想化的，在空氣中庫(kù)侖定律也近似成立。,2.靜電力的大小計(jì)算和方向判斷：(1)大小計(jì)算。
12、利用庫(kù)侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式，只代入q1、q2的絕對(duì)值即可。(2)方向判斷。在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。,【易錯(cuò)提醒】應(yīng)用庫(kù)侖定律的兩點(diǎn)注意(1)有人根據(jù)推出當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞，從數(shù)學(xué)角度分析似乎正確，但從物理意義上分析卻是錯(cuò)誤的，因?yàn)楫?dāng)r→0時(shí)，兩帶電體已不能看作點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律及其公式也就不再適用，不能利用公式計(jì)算靜電力大小了。,,(2)庫(kù)侖定律適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用，但兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷，r應(yīng)指兩球體的球心距離。,,【典題通關(guān)】【典例】(多選)兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球(可看成點(diǎn)電荷)，其中一個(gè)
13、球的帶電量的絕對(duì)值是另一個(gè)的5倍①，當(dāng)它們靜止于空間某兩點(diǎn)時(shí)，靜電力大小為F?，F(xiàn)將兩球接觸后②再放回原處③，則它們間靜電力的大小可能為(),A.B.C.D.【審題關(guān)鍵】,【正確解答】選B、D。若兩電荷同性，設(shè)一個(gè)球的帶電量為Q，則另一個(gè)球的帶電量為5Q，此時(shí)，接觸后再分開(kāi)，帶電量各為3Q，則兩球的庫(kù)侖力大小若兩電荷異性，接觸后再分開(kāi)，兩球電量的絕對(duì)值為2Q，此時(shí)兩球的庫(kù)侖力故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。,【規(guī)律方法】電荷等量平分原理兩個(gè)完全相同的帶電體接觸時(shí)，若帶同種電荷則電荷量直接平均分配；若帶異種電荷則要先中和后平均分配。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(2018濟(jì)寧高二檢測(cè))相等的電荷量，相隔一定距離，兩
14、球之間相互吸引力的大小是F，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開(kāi)，這時(shí)A、B兩球之間的相互作用力的大小是()A.B.C.D.,【解析】選A。兩球相互吸引，說(shuō)明帶異種電荷，設(shè)電荷量分別為q，假設(shè)A球帶正電，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的小球C與A球接觸后，A、C兩球帶的電荷量平分，每球帶電荷量為+，當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電量先中和，再平分，每球的帶電量為，由庫(kù)侖定律可知，當(dāng)移開(kāi)C球后，由于r不變，所以A、B兩球之間的相互作用力的大小為F1=，故正確答案為A。,2.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上，兩球心
15、間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，兩球電量的絕對(duì)值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬(wàn)有引力F引、庫(kù)侖力F庫(kù)分別為(),A.F引=F庫(kù)=B.F引≠F庫(kù)≠C.F引≠F庫(kù)=D.F引=F庫(kù)≠,【解析】選D。萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離l只有半徑的3倍，但由于殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看作質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)。因此，可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律。對(duì)于a、b兩帶電球殼，由于兩球心間的距離l只有半徑的3倍，不能看成點(diǎn)電荷，不滿足庫(kù)侖定律的適用條件，故D正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.真空中有兩個(gè)靜止的同種點(diǎn)電荷q1、q2，保持q1不動(dòng)，釋放q2。q2只在q1的庫(kù)侖力
16、作用下運(yùn)動(dòng)，則q2在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的庫(kù)侖力()A.不斷增大B.不斷減小C.先增大后減小D.始終保持不變,,【解析】選B。帶電相同的點(diǎn)電荷受斥力作用，因此距離越來(lái)越遠(yuǎn)，由于電量保持不變，根據(jù)可知，距離增大、電場(chǎng)力將逐漸減小，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。,,2.兩個(gè)分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫(kù)侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫(kù)侖力的大小為()A.B.C.D.12F,,【解析】選C。由庫(kù)侖定律知，當(dāng)兩小球接觸后，帶電量分別為Q、Q，故后來(lái)庫(kù)侖力由以上兩式解得F′=C項(xiàng)正確。,知識(shí)點(diǎn)三庫(kù)侖定律的綜合應(yīng)用探究導(dǎo)入：如圖
17、，已知空間中存在三個(gè)點(diǎn)電荷A、B、C，請(qǐng)思考：(1)A對(duì)C的庫(kù)侖力是否因B的存在而受到影響？A、B是否對(duì)C都有力的作用？(2)如何求A、B對(duì)C的作用力？,提示：(1)如果存在兩個(gè)以上點(diǎn)電荷，那么每個(gè)點(diǎn)電荷都要受到其他所有點(diǎn)電荷對(duì)它的作用力。兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。(2)兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。,,【歸納總結(jié)】1.庫(kù)侖力的特征：(1)真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量及間距有關(guān)，跟它們的周?chē)欠翊嬖谄渌姾蔁o(wú)關(guān)。(2)兩個(gè)電荷之間的庫(kù)侖力同樣遵守牛頓第三定律，與兩個(gè)電荷的性
18、質(zhì)、帶電多少均無(wú)關(guān)，即互為作用力與反作用力的兩個(gè)庫(kù)侖力總是等大反向。,,(3)庫(kù)侖力是電荷之間的一種相互作用力，具有自己的特性，與重力、彈力、摩擦力一樣是一種“性質(zhì)力”。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，與其他力一樣，受力分析時(shí)不能漏掉，對(duì)物體的平衡或運(yùn)動(dòng)起著獨(dú)立的作用。2.多個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力疊加：對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該電荷的作用力的矢量和。,,【典題通關(guān)】【典例】真空中相距3m的光滑絕緣平面上，分別放置兩個(gè)電荷量為-Q、+4Q的點(diǎn)電荷A、B，然后再在某一位置放置點(diǎn)電荷C，這時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，求C的電荷量以及相對(duì)A的位置。,,【正確解答】根
19、據(jù)題意，三個(gè)點(diǎn)電荷中每個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，由此可知，三個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)位于同一條直線上，設(shè)A、B如圖放置，為保證三個(gè)點(diǎn)電荷都平衡，經(jīng)代入數(shù)據(jù)分析可知，C應(yīng)放在A、B延長(zhǎng)線左側(cè)，且C帶正電，設(shè)為qC，A、B之間距離為r，A、C之間距離為r′。,,則以A為研究對(duì)象，以B為研究對(duì)象，以C為研究對(duì)象，由以上任意兩個(gè)方程可得出qC=4Q，r′=r=3m。答案：4Q在AB延長(zhǎng)線上(不包含B點(diǎn))，距A3m處,【規(guī)律方法】三電荷平衡模型(1)模型構(gòu)建。①三個(gè)點(diǎn)電荷共線。②三個(gè)點(diǎn)電荷彼此間僅靠電場(chǎng)力作用達(dá)到平衡，不受其他外力。③任意一個(gè)點(diǎn)電荷受到其他兩個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力大小相等，方向相反，為一對(duì)平衡力。,,(2)模
20、型規(guī)律。①“三點(diǎn)共線”——三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一直線上。②“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔。③“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小。④“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(2018南寧高二檢測(cè))如圖所示，在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線依次排列三個(gè)帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點(diǎn))。若它們恰能處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)小球所帶電荷量及電性的關(guān)系，可能為下面的()A.-9q、4q、-36qB.4q、9q、36qC.-3q、2q、8qD.3q、-2q、6q,【解析】選A。據(jù)三個(gè)點(diǎn)電荷平衡規(guī)律：兩同夾異、兩大夾小，可知A、D可能正確。再由及rAC=rAB+rBC得其中QA、QB、
21、QC是電荷量的大小，代入可知，只有A正確。,2.(2018天水高二檢測(cè))如圖所示，A和B均可視為點(diǎn)電荷，A固定在絕緣支架上，B通過(guò)絕緣輕質(zhì)細(xì)線連接在天花板上，由于二者之間庫(kù)侖力的作用，細(xì)線與水平方向成30角。A、B均帶正電，電荷量分別為Q、q，A、B處于同一高度，二者之間的距離為L(zhǎng)。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，則B的質(zhì)量為(),A.B.C.D.【解析】選D。根據(jù)庫(kù)侖定律，A、B之間的庫(kù)侖力F庫(kù)=以B為研究對(duì)象，在水平方向F庫(kù)=FTcos30，在豎直方向mg=FTsin30，聯(lián)立可得m=，D正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖，A、B兩個(gè)帶電小球用等長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，A球固定，B球受到庫(kù)侖力作用
22、與細(xì)線間成一定的夾角，若其中一個(gè)小球由于漏電，電荷量緩慢減小，則關(guān)于A、B兩球的間距和庫(kù)侖力大小的變化，下列說(shuō)法中正確的是(),A.間距變小，庫(kù)侖力變大B.間距變小，庫(kù)侖力變小C.間距變小，庫(kù)侖力不變D.間距不變，庫(kù)侖力減小,【解析】選B。以小球B為研究對(duì)象，球受到重力G，A的斥力F2和線的拉力F1三個(gè)力作用，作出受力示意圖如圖；作出F1、F2的合力F，則由平衡條件得：F=G，根據(jù)△FBF2∽△OAB得：在其中一個(gè)小球帶電量逐漸減少的過(guò)程中，OB、OA、G均不變，AB減小，A、B間斥力F2變小，故B正確。,【拓展例題】考查內(nèi)容：點(diǎn)電荷的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【典例】(多選)真空中固定的正點(diǎn)電荷Q所形成的
23、電場(chǎng)中有一質(zhì)量為m=110-4kg、帶電荷量q=110-8C的微粒在此點(diǎn)電荷附近以角速度ω=10rad/s做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知正點(diǎn)電荷Q的帶電荷量為410-5C。重力加速度g取10m/s2，且微粒的重力相對(duì)于電場(chǎng)力不能忽略。則下列判斷正確的是(),A.微粒一定帶負(fù)電B.微粒一定帶正電C.微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心就在正點(diǎn)電荷Q所在的位置D.微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心就在正點(diǎn)電荷Q正下方與Q的距離為0.1m的位置,【正確解答】選A、D。由題意知該微粒和點(diǎn)電荷之間有相互吸引的力，所以該微粒帶負(fù)電，即A正確，B錯(cuò)誤；由題意知該微粒所受的重力不能忽略，則微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡必不和點(diǎn)電荷在同一水平面內(nèi)，且圓心O在點(diǎn)
24、電荷的正下方，設(shè)其距點(diǎn)電荷的距離為H，如圖所示。則Fcosθ=mg，F(xiàn)sinθ=mω2R，由幾何知識(shí)知R=Htanθ，由以上各式解得：H==0.1m，即D正確。,物理模型構(gòu)建——點(diǎn)電荷模型1.建模背景：(1)抓住主要矛盾，突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型來(lái)簡(jiǎn)化研究的問(wèn)題，是物理學(xué)中常用的研究方法。,(2)如果兩個(gè)帶電體相距很遠(yuǎn)，它們之間的距離比它們每一個(gè)的線度大得多，其體積、形狀、電荷分布對(duì)研究的問(wèn)題影響很小甚至沒(méi)有影響，這時(shí)可以忽略它的形狀和大小，近似地認(rèn)為每一個(gè)帶電體的電荷都集中在一個(gè)點(diǎn)上，可將帶電體看作點(diǎn)電荷。2.模型特點(diǎn)：沒(méi)有大小和形狀，且具有電荷量的理想化模型，類(lèi)似于
25、力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)。,【案例示范】關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說(shuō)法正確的是()A.點(diǎn)電荷就是體積足夠小的電荷B.點(diǎn)電荷是電荷量和體積都很小的帶電體C.體積大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷,【解析】選D。帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、帶電荷量多少而論。只要在測(cè)量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略，即可視為點(diǎn)電荷，故選項(xiàng)D正確。,【類(lèi)題訓(xùn)練】(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷B.均勻帶電的絕緣球體在計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)可視為點(diǎn)電荷C.帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷D.帶電
26、的金屬球一定不能視為點(diǎn)電荷,【解析】選B、C。帶電體能否視為點(diǎn)電荷，取決于其大小、形狀及電荷量分布對(duì)所研究問(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì)。同一個(gè)帶電體可能在有的問(wèn)題里面可視為點(diǎn)電荷，但在其他問(wèn)題里面則不可以，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確。均勻帶電的絕緣球體帶電荷量的分布不受其他帶電體的影響，可等效為一個(gè)帶等量電荷、位于球心的點(diǎn)電荷，故選項(xiàng)B正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說(shuō)法中正確的是()A.真正的點(diǎn)電荷是不存在的B.點(diǎn)電荷是一種理想化模型C.足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷D.球形帶電體都可以看作點(diǎn)電荷,【解析】選A、B。點(diǎn)電荷是一種理想化模型，帶電體的形狀和大小，對(duì)研究結(jié)果的影響可以忽略時(shí)，才可將帶電體看作點(diǎn)電荷，并不是由帶電體的帶電量大小或形狀完全決定的，故選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。,
2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.2 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修3-1.ppt
