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        首页 高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第一章 第2节 库仑定律

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第一章 第2节 库仑定律.ppt

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第一章 第2节 …

        简介:本文档为《高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第一章 第2节 库仑定律ppt》,可适用于人文社科领域

        .点电荷是一种理想化模型当带电体的形状、大小及电荷分布对电荷间的相互作用的影响可以忽略时带电体可被看成点电荷。.库仑定律表达式为F=keqf(QQ,r)其中k为静电力常量k=timesNmiddotmC。.库仑定律适用于真空中的点电荷。[自学教?#27169;藎?#28857;电荷()定义:在研究带电体与其他带电体的相互作用时该带电体的、及电荷在其上的分布状况均无关紧要该带电体可以看做一个带电的点即为点电荷。()点电荷是一种理想化的物理模型。形状大小.实验探究mgtantheta实验原理如图所示F=theta变大F变大theta变小F变小方法(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增大减小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r观察夹角theta变化情况改变小球带电荷量q观察夹角theta变化情况实验现象r变小theta变大q变大theta变大r变大theta变小q变小theta变小实验结论电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而随它?#20405;?#38388;距离的增大而重点诠释.对点电荷的理解()点电荷的物理模型:只有电荷量没有大小、形状的理想化的模型类似于力学中的质点实际中并不存在。()点电荷只具有相对意义:一个带电体能否看做点电荷是相对于具体问题而言的不能单凭其大小和形状确定。.点电荷与元电荷的区别()元电荷是一个电子或一个?#39318;?#25152;带电荷量的绝对值是电荷量的最小单位。()点电荷只是不考虑带电体的大小和形状其带电荷量可以很大?#37096;?#20197;很小但一定是一个元电荷电荷量的整数倍。.下?#24515;?#20123;物体可以视为点电荷(  )A.电子和?#39318;?#22312;任何情况下都可视为点电荷B.均匀带电的绝?#30331;?#20307;在计算库仑力时一般可视为点电荷C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D.带电的金属球一定不能视为点电荷解析:带电体能否视为点电荷要看它们本身的线度是否?#20154;侵?#38388;的距离小得多而不是看物体本身有多大也不是看它所带的电荷量有多大。答案:BC自学教?#27169;?#20869;容中两个静止之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的成正比跟它们的距离的成反比作用力的方向沿着这两个点电荷的。真空点电荷乘积平方连线timesNmiddotmC真空点电荷.公式F?#20581;#?#38745;电力常量k?#20581;#?#36866;用条件中的对空气中的点电荷近似适用。keqf(QQ,r)重点诠释.库仑力()库仑力也称为静电力它具有力的共性。()两点电荷之间的作用力是相互的其大小相?#21462;?#26041;向相反。.应用库仑定律要注意的问题()库仑定律的适用条件都是理想化的在空气中也近似成立。根据F=keqf(QQ,r)推出当rrarr时Frarrinfin从数学角度分析似乎正确但从物理意义上分析却是错误的因为当rrarr时两带电体已不能看成点电荷库仑定律及其公式也就不再适用不能利用公式F=keqf(QQ,r)计算静电力的大小。但可以应用库仑定律进行定性分析。()将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行即用公式计算库仑力大小时不必将表示电荷带电性质的正、负号带入公式只需将其电荷量的绝对值带入计算力的大小力的方向再根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判定。()因为静电力常量k是有单位的量所以要注意统一到国?#23454;?#20301;计算。()如果一个点电荷同时受到两个或更多的点电荷的作用力可以根据力的合成法则求合力。.如图--所示两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b壳层的厚度和质量分布均匀将它们分别固定于绝缘支座上两球心间的距离为l为球半径的倍。若使它们带上等量异种电荷两球电荷量的绝对值均为Q那么a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为(  )图--A.F引=Geqf(m,l)F库=keqf(Q,l)B.F引neGeqf(m,l)F库nekeqf(Q,l)C.F引neGeqf(m,l)F库=keqf(Q,l)D.F引=Geqf(m,l)F库nekeqf(Q,l)解析?#21644;?#26377;引力定律适用于两个可看成质点的物体虽然两球心间的距离l只有半径的倍但由于壳层的厚度和质量分布均匀两球壳可看做质?#32771;?#20013;于球心的质点。因此可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳由于两球的间距l只有半径的倍不能看成点电荷不满足库仑定律的适用条件。故选项D正确。答案:D例 两个分别带有电荷量-Q和+Q的相同金属小球(均可视为点电荷)固定在相距为r的两处它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为则两球间库仑力的大小为(  )审题指导 解答本题时应注意以下两点:()两相同金属小球接触后分电量的原则()两球间距的变化。Aeqf(,)F        Beqf(,)FCeqf(,)FD.F答案 C解析 接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=keqf(QmiddotQ,r)。两个相同的金属球各自带电接触后再分开其所带电荷量先中和后均分所以两球分开后各自带电为+Q距离又变为原来的eqf(,)此时的库仑力为Fprime=keqf(QmiddotQ,?f(r,)?)所以两球间库仑力的大小为eqf(,)FC项正确。利用库仑定律计算电荷间的相互作用力时通常不将电荷的正、负代入公式而只计算电荷间的相互作用力的大小作用力的方向根据同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引来判断。如图--所示半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的电荷相隔一定距离两球之间的相互吸引力的大小是F今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开这时A、B两球之间的相互作用力的大小是(  )图--Aeqf(F,)Beqf(F,)Ceqf(F,)Deqf(F,)答案:A解析:因A、B两球之间?#24418;?#24341;力故A、B两球带异种电荷设A带电荷量qA=+QB带电荷量qB=-Q又C不带电它与A接触后qC=qAprime=eqf(Q,)再与B接触故qCprime=qBprime=eqf(-Q+f(Q,),)=-eqf(Q,)由库仑定律得F=eqf(kqAqB,r)=eqf(kQ,r)Fprime=eqf(kqAprimeqBprime,r)=eqf(kf(Q,)middotf(Q,),r)=eqf(kQ,r)所以Fprime=eqf(F,)选项A正确。例 在真空中有两个相距r的点电荷A和B带电荷量分别为q=-qq=q。()若A、B固定在什?#27425;?#32622;放入第三个点电荷q可使之处于平衡状态平衡条件中对q的电荷?#32771;?#27491;负?#24418;?#35201;求?()若以上三个电荷皆可自由移动要使它们都处于平衡状态对q的电荷?#32771;?#30005;性有?#25105;?#27714;?#21487;?#39064;指导 解答本题应注意以下两点:()电荷平衡时其库仑力的合力一定为零()A、B固定和自由移动的区别。解析 ()让q受力平衡必须和q、q在同一条直线上因为q、q带异种电荷所以q不可能在它们中间。再根据库仑定律静电力和距离的平方成反比可推知q应该在q、q的连线上q的外侧(离小电荷量的电荷近一点的地方)如图所示。设q离q的距离是x根据库仑定律和平衡条件列式:keqf(qq,x)=keqf(qq,?x+r?)将q、q的已知?#30475;?#20837;得:x=r对q的电性和电荷量均没有要求。答案()距A左侧r处对q电荷?#32771;?#30005;性均无要求 ()q=qA左侧r处()要使三个点电荷都处于平衡状态就对q的电性和电荷量?#21152;?#35201;求。首先q不能是一个负电荷若是负电荷q、q都不能平衡也不能处在它们中间或q的外侧。根据库仑定律和平衡条件列式如下:对q:keqf(qq,x)=keqf(qq,?x+r?)对q:keqf(qq,x)=keqf(qq,r)解上述两个方程得:q=qx=r。对于三个自由电荷仅在库仑力作用下的平衡问题根据库仑定律和力的平衡条件可以概括成易记的口诀为:ldquo三点共线两同夹异两大夹小近小远大rdquo。ldquo两大夹小rdquo是?#31561;?#20010;电荷?#22411;?#38754;两个的电荷量必须大于中间的电荷量ldquo两同夹异rdquo是说外面的两个电荷的电性必须相同并且中间的一个电性与外面的两个相异ldquo近小远大rdquo是指中间电荷离电荷量小的电荷近离电荷量大的电荷远。在例中若q=q第()问中的答案又如何?解析:若q=q则q应该是一个负电荷必须放在q、q之间如图所示。根据库仑定律和平衡条件列式如下对q:keqf(qq,x)=keqf(qq,r)对q:keqf(qq,x)=keqf(qq,?r-x?)解上述方程得:q=eqf(,)qx=eqf(r,)。答案:q=eqf(,)q带负电在AB之间距Aeqf(r,)处图--例 光滑的绝缘水平面上的带电小球A、B的质量分别为m=gm=g它们的电荷量相等q=q=-CA球带正电B球带负电。现在水平恒力F向右作用于A球这时A、B一起向?#20197;?#21160;且保持距离d=m不变如图--所示。试问:F多大?它们如何运动?思路点拨 A、B间距不变?#24471;?#36816;动状态相同即A、B两球的速度和加速度均相同。答案 times-N 一起向?#26131;?#21248;加速直线运动解析 A、B运动时距离保持不变?#24471;?#20108;者速?#21462;?#21152;速度均相?#21462;?#23545;于B水平方向只受A的库仑力F则aB=eqf(F,m)=eqf(kqq,dm)=timestimeseqf(-times-,timestimes-)ms=ms。所以aA=aB=ms由于加速度恒定故小球向?#26131;?#21248;加速直线运动。选A、B整体为研究对象库仑力为系统内力则F=(m+m)a=times-timesN=times-N。处理电荷间相互作用的动力学问题与处理力学中的问题时应用的规律、方法相同只是在分析物体受力时要考虑库仑力的存在。

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