高中物理 第一章 第2節(jié) 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修3-1.ppt

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第二節(jié) 庫(kù)侖定律,,第一章 靜電場(chǎng),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.通過演示實(shí)驗(yàn)，定性了解電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離大小的關(guān)系． 2．知道點(diǎn)電荷的概念，體會(huì)科學(xué)研究中的理想模型方法． 3．理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容、公式及適用條件,知道靜電力常量,并會(huì)求點(diǎn)電荷間的作用力． 4．通過對(duì)比靜電力和萬有引力，體會(huì)自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性．,,第一章 靜電場(chǎng),一、探究影響電荷間相互作用力的因素,越小,越大,增大,減小,正比,反比,[想一想] 1.該演示實(shí)驗(yàn)采用了哪種物理方法？ 提示：控制變量法.,二、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成___________，與它們的________________成反比，作用力的方向在它們的連線上． 3．適用條件：(1)___________；(2)___________．,正比,距離的二次方,k＝9.0×109N·m2/C2,在真空中,點(diǎn)電荷,4．點(diǎn)電荷 當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的___________、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體就可以看成帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷． [判一判] 2.兩個(gè)電荷之間的靜電力，電量大的所受靜電力 大，電量小的所受靜電力小，這種說法正確嗎？ 提示:不正確.兩個(gè)電荷相互作用的靜電力遵守牛頓第三定律.,形狀,3.是否只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷？ 提示：不是.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，并不在于它體積的大小，而是應(yīng)具體問題具體分析.,三、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn) 1．庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)是通過________________比較靜電力F大 小的．實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與距離r的______成反比． 2．庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)中為研究F與q的關(guān)系，采用的是用兩個(gè)___________的金屬小球_______電荷量_________的方法，發(fā)現(xiàn)F與q1和q2的__________成正比． 四、靜電力疊加原理 對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，兩個(gè)電荷間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變．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)該點(diǎn)電荷的作用力的___________．,懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,平方,完全相同,接觸,平分,乘積,矢量和,[做一做] 4．如圖所示,帶有相同電荷量的a、b、c三個(gè)帶電小球，在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，試作圖確定c球受到靜電力的方向. 提示：如圖所示．,對(duì)點(diǎn)電荷的正確理解,1．對(duì)比三個(gè)概念,理想化模型，沒有大小、形狀，只帶有電荷量，當(dāng)受到其他電荷的作用時(shí)不會(huì)引起電荷的分布變化，相互作用規(guī)律遵從庫(kù)侖定律,有一定體積、形狀，帶有電荷的物體，如果受到其他電荷的作用時(shí)，一般會(huì)引起電荷在物體上的重新分布,是最小的電荷量，不是帶電體，它就是e＝1.6×10－19 C,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，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(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)問題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點(diǎn)電荷． 特別提醒：(1)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． (2)帶電的物體能否看成點(diǎn)電荷，有時(shí)還要考慮帶電體的電荷分布情況．,(2014·撫順一中高二檢測(cè))關(guān)于點(diǎn)電荷，以下說法正確的是( ) A．足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷 B．一個(gè)電子，不論在何種情況下均可視為點(diǎn)電荷 C．在實(shí)際中點(diǎn)電荷并不存在 D．一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它尺寸的絕對(duì)值，而是看它的形狀和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽略不計(jì),CD,[解析] 點(diǎn)電荷是一種理想化模型，一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn) 電荷不是看其大小，而是應(yīng)具體問題具體分析，看它的形狀和尺寸對(duì)相互作用力的影響能否忽略不計(jì)．因此大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷和小的帶電體一定能看成點(diǎn)電荷的說法都是錯(cuò)誤的，所以本題A、B錯(cuò)誤，C、D正確．故選CD.,一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀來確定．,1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法正確的是 ( ) 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)一般可視為點(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．帶電的金屬球一定不能視為點(diǎn)電荷 解析：帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要看它們本身的線度是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體本身有多大，也不是看它所帶的電荷量有多大．,BC,對(duì)庫(kù)侖定律的理解,1．庫(kù)侖定律的適用條件 (1)真空中； (2)點(diǎn)電荷． 以上兩個(gè)條件是理想化的，在空氣中也近似成立．,(3)庫(kù)侖定律中的靜電力常量k，只有在公式中的各量都采用國(guó)際單位時(shí)，才可以取k＝9.0×109N·m2/C2.,3．靜電力的確定方法：靜電力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開進(jìn)行． (1)大小計(jì)算：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：利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來判斷．,[思路探究] 該題目中兩個(gè)帶電球能否看做點(diǎn)電荷？,B,帶電體能否簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷，是庫(kù)侖定律應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)．另一個(gè)條件是“真空”中，一般沒有特殊說明的情況下，都可按真空來處理．求解實(shí)際帶電體間的靜電力，可以把實(shí)際帶電體轉(zhuǎn)化為點(diǎn)電荷，再求解庫(kù)侖力；對(duì)于不要求定量計(jì)算的實(shí)際帶電體間的靜電力，可以用庫(kù)侖定律定性分析．,B,庫(kù)侖力的疊加原理,對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的庫(kù)侖力，等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷的作用力的矢量和．庫(kù)侖力的合成和分解仍滿足力的平行四邊形定則.,中國(guó)的FY－3A衛(wèi)星上可觀測(cè)到高能質(zhì)子和高能電子．如圖所示，分別在A、B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C．在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m．如果有一高能電子在C點(diǎn)處，它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何？ [思路探究] 高能電子在C處受到幾個(gè)力？如何求它所受到的合力？,[答案] 8.0×10－21 N 方向平行于AB向左,某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫(kù)侖力作用時(shí)可利用力的平行四邊形定則求出其合力，但要明確各個(gè)庫(kù)侖力的大小和方向，充分利用好幾何關(guān)系.,3. (2014·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二測(cè)試)如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a和c帶正電 荷，b帶負(fù)電荷，a所帶電荷量比b的小．已知c受到a和b的靜電 力的合力可用圖中四條線段中的一條來表示，它應(yīng)是( ) A．F1 B．F2 C．F3 D．F4,B,解析： a和c帶同種電荷，其間庫(kù)侖力為斥力，b、c帶異種電荷，其間庫(kù)侖力為引力，又因?yàn)閍所帶電荷量比b的小，所以c受到a的作用力比c受到b的作用力小，根據(jù)平行四邊形定則求合力如圖所示，故選B.,思維建模——庫(kù)侖力作用下的平衡問題 [范例] 如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷 A、B，A帶電荷量＋Q，B帶電荷量－9Q.現(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，問：C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電？應(yīng)放于何處？所帶電荷量為多少？,[建模感悟] (1)處理此類題的基本思路是對(duì)三個(gè)電荷中的任意兩個(gè)列受力平衡方程. (2)使同一直線上三個(gè)電荷平衡放置的規(guī)律可總結(jié)如下：三電荷在同一直線上，兩同夾一異，兩大夾一小.,