2017-2018學年高中創(chuàng)新設計物理教科版選修3-1課件：第一章 第2講 庫侖定律

第一章靜電場 1.明確點電荷是個理想化模型，知道帶電體簡化為點電荷的條件.2.理解庫侖定律的內容及公式.3.會用庫侖定律進行有關的計算目標定位 二、庫侖定律三、靜電力的疊加對點檢測 自查自糾欄目索引 一、探究影響點電荷之間相互作用的因素四、靜電力作用下的平衡問題 1.點電荷(1)定義：當一個帶電體本身的 比它到其他帶電體的距離 很多，以至在研究它與其他帶電體的相互作用時，該帶電體的 以及 均無關緊要，該帶電體可以看做一個帶電的點，這樣的電荷稱為點電荷.(2)點電荷是 的物理模型，只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學中的質點，實際 (填“存在”或“不存在” )2.電荷之間的相互作用隨電荷量的增大而，隨它們之間距離的增大而. 答案 一、探究影響點電荷之間相互作用的因素n知識梳理線度小形狀電荷在其上的分布狀況理想化不存在增大減小 (1)只有體積很小或電荷量很小的帶電體才可以看做點電荷嗎？ 答案 【深度思考】答案不是.一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，與體積大小和電荷量大小無關.(2)點電荷就是元電荷嗎？答案不是.點電荷是一種理想化的物理模型，元電荷是最小電荷量. 例1關于點電荷，下列說法中正確的是()A.點電荷就是體積小的帶電體B.球形帶電體一定可以視為點電荷C.帶電少的帶電體一定可以視為點電荷D.大小和形狀對作用力的影響可忽略的帶電體可以視為點電荷n典例精析 解析答案返回總結提升 解析點電荷不能理解為體積很小的帶電體，也不能理解為電荷量很少的帶電體.同一帶電體，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時，就不能看成點電荷，而研究它與離它很遠的電荷間的作用力時，就可以看做點電荷.帶電體能否看成點電荷，要依具體情況而定，A、B、C均錯.答案D 總結提升 返回 總結提升(1)一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定.(2)點電荷的電荷量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數倍. 1.內容：真空中兩個靜止的點電荷之間的作用力(斥力或引力)與這兩個電荷所帶電荷量的乘積成，與它們之間距離的成反比，作用力的方向沿著.2.公式：F，其中k Nm 2/C2，叫做靜電力常量.3.適用條件：(1)；(2). 答案 n知識梳理二、庫侖定律正比平方這兩個點電荷的連線9.0109在真空中點電荷 4.靜電力的確定(1)大小計算：利用庫侖定律計算靜電力時不必將表示電性的正、負號代入公式，只代入Q1和Q2的絕對值即可.(2)方向判斷：利用同種電荷相互，異種電荷相互來判斷. 答案 排斥吸引 當電荷Q1、Q2間的距離r 0時，由公式F可知，兩電荷間的相互作用力F .這種說法正確嗎？為什么？ 答案 【深度思考】答案不正確.因為當電荷Q1、Q2間的距離r 0時，已不能將Q1、Q2視為點電荷了，庫侖定律不再適用. 例2兩個完全相同的金屬小球A、B(均可視為點電荷)帶有相等的電荷量，相隔一定距離，兩小球之間相互吸引力的大小是F.今讓第三個不帶電的相同金屬小球先后與A、B兩小球接觸后移開.這時，A、B兩小球之間的相互作用力的大小是()n典例精析 解析答案總結提升 答案A總結提升 總結提升(1)庫侖定律只適用于真空中點電荷之間的相互作用，一般沒有特殊說明的情況下，都可按真空來處理.(2)兩個點電荷之間的庫侖力遵守牛頓第三定律，即不論電荷量大小如何，兩點電荷間的庫侖力大小總是相等的. 例3如圖1所示，兩個半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，電荷量為Q，兩球之間的靜電力為下列選項中的哪一個() 解析答案總結提升 圖1 返回 答案B 總結提升 返回 總結提升兩個形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠時可以看做點電荷；相距較近時不能看做點電荷，此時球體間的作用力會隨著電荷的分布而變化. 1.兩個點電荷間的作用力(選填“會”或“不會” )因為第三個點電荷的存在而有所改變.2.兩個或者兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的. 答案 三、靜電力的疊加n知識梳理不會矢量和 例4如圖2所示，在A、B兩點分別放置點電荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分線上有一點C，且ABACBC6102 m .如果有一個電子在C點，它所受到的庫侖力的大小和方向如何？n典例精析 解析答案 圖2 返回總結提升 總結提升答案8.01021 N方向平行于AB向左 總結提升(1)庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性.它與學過的重力、彈力、摩擦力是并列的.它具有力的一切性質.(2)當多個帶電體同時存在時，每兩個帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律.某一帶電體同時受到多個庫侖力作用時可利用力的平行四邊形定則求出其合力. 返回 四、靜電力作用下的平衡問題例5如圖3所示，用兩根長度相同的絕緣細線把一個質量為0.1 kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點，A上帶有Q3.0106 C的正電荷.兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質量為0.2 kg(重力加速度取g10 m /s 2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點電荷).求：n典例精析解析答案圖3(1)兩線上的拉力F1和F2的大??； 答案1.9 N1.9 N (2)支架對地面的壓力FN的大小. 解析答案答案1.1 N技巧點撥返回 圖3 技巧點撥分析靜電力平衡的基本方法：(1)明確研究對象；(2)畫出研究對象的受力分析圖；(3)根據平衡條件列方程；(4)代入數據計算或討論. 返回 1.(對點電荷的理解)(多選)下列說法中正確的是()A.點電荷是一種理想化模型，真正的點電荷是不存在的 B.點電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C.根據F 可知，當r 0時，F(xiàn) D.一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計 解析答案 對點檢測 解析點電荷是一種理想化模型，一個帶電體能否看成點電荷不是看其大小和所帶電荷量多少，而是應具體問題具體分析，是看它的形狀和尺寸對相互作用力的影響能否忽略不計.因此大的帶電體一定不能看成點電荷和小的帶電體一定能看成點電荷的說法都是錯誤的，所以選項A、D正確，B錯誤；r 0時帶電體已經不能看成點電荷，C錯誤.答案AD 解析答案 2.(庫侖定律的理解和應用)兩個分別帶有電荷量Q和3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷)，固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F.兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫侖力的大小為() B 3.(靜電力的疊加)如圖4，電荷量為q1和q2的兩個點電荷分別位于P點和Q點.已知放在P、Q連線上某點R處的點電荷q受力為零，且PR2RQ.則() 解析答案 圖4A.q12q2 B.q14q2C.q12q2 D.q14q2B 4.(庫侖力作用下的平衡)如圖5所示，把質量為3 g的帶電小球B用絕緣細繩懸掛，若將帶電荷量為Q4.0106 C的帶電小球A靠近B，當兩個帶電小球在同一高度相距r20 cm時，繩與豎直方向成30角，A、B兩球均靜止.求B球帶的電荷量q.(取g10 m /s2) 解析答案 圖5 返回 返回