第一章第二節(jié)探究靜電力課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2020年5月29日星期五,#,15 十一月 2024,第一章第二節(jié)探究靜電力,09 十月 2023第一章第二節(jié)探究靜電力,1,3真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的相互作用力為,F,.若它們的帶電量都增加為原來(lái)的 2 倍，距離不變，它們之間,的相互作用力變?yōu)開(kāi)；若它們的帶電量不變，距離增加,為原來(lái)的 2 倍，它們之間的相互作用力變?yōu)開(kāi),4,F,3真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的相互作用力為4F,2,知識(shí)點(diǎn) 1 點(diǎn)電荷,1點(diǎn)電荷是有_，沒(méi)有大小、形狀的_模型,2一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷必須滿,足的條件是：當(dāng)

2、帶電,體的大小比起它到其他帶電體的距離,_時(shí)，帶電體的形,狀和電荷分布對(duì)電荷間的作用力的影響_，此時(shí)帶電體,可視為_(kāi),電荷量,理想,小很多,很小,點(diǎn)電荷,知識(shí)點(diǎn) 1 點(diǎn)電荷1點(diǎn)電荷是有_，沒(méi)有大小,3,3關(guān)于點(diǎn)電荷有以下兩種理解：,甲同學(xué)：“元電荷的電荷量是最小的，所以元電荷一定是,點(diǎn)電荷”,乙同學(xué)：“半徑為 10 cm 的帶電圓盤一定不可能,視為點(diǎn)電,荷”,你認(rèn)為這兩種說(shuō)法對(duì)嗎？談?wù)勀愕目捶?答案：,以上兩種說(shuō)法均是錯(cuò)誤的點(diǎn)電荷與帶電體所帶電,荷量多少無(wú)關(guān)半徑為 10 cm 的帶電圓盤能否視為點(diǎn)電荷要看,具體情形若考慮它和 10 m 處某個(gè)電子的作用力，就完全可以,忽略它的形狀，把它看,做點(diǎn)

3、電荷；若考慮帶電圓盤與相距只有,1 mm 的電子的作用力，此時(shí)這一帶電圓盤又相當(dāng)于一個(gè)無(wú)限大,的帶電平面，不能視為點(diǎn)電荷,3關(guān)于點(diǎn)電荷有以下兩種理解：甲同學(xué)：“元電荷的電荷量是最,4,1點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化的模型，,類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在,2帶電體能否看做點(diǎn)電荷是相對(duì)于具體問(wèn)題而言的，不能,單憑其所帶電量的多少以及大小和形狀確定只有當(dāng)帶電體間,的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，才能當(dāng)做點(diǎn)電荷處理,3電荷分布不變的均勻帶電球體，可等效為電荷量集中在,球心的點(diǎn)電荷,1點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀的理想化的模型，類似于,5,【例,1,】,關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法中正確

4、的是(),A體積小的帶電體,B球形帶電體,C帶電少的帶電體,D大小和形狀對(duì)作用力的影響可忽略的帶電體,解析：,點(diǎn)電荷不能理解為體積很小的電荷，也不能理解為,電荷量很少的電荷球形帶電體，有時(shí)可以作為點(diǎn)電荷，有時(shí),則不能，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時(shí)，就不能,看成點(diǎn)電荷，而研究它與離它很遠(yuǎn)的電荷間的作用力時(shí)，就可,以看成點(diǎn)電荷因此，一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要視具體,情況而定,答案：,D,【例 1】關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法中正確的是()A體積小,6,【觸類旁通】,1下列哪些物體可視為點(diǎn)電荷(),C,A電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷,B體積和帶電荷量都很小的帶電體一定是點(diǎn)電荷,C帶電的細(xì)

5、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,【觸類旁通】1下列哪些物體可視為點(diǎn)電荷()CA電子和,7,知識(shí)點(diǎn) 2 庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用,1庫(kù)侖定律的適用條件是_中的兩個(gè)_,2兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力,與反作用力，其,大小,_、方向_，且方向在兩者的_上,3庫(kù)侖定律的表達(dá)式：_，其中,k,9.010,9,Nm,2,/C,2,，,叫做_,真空,點(diǎn)電荷,相等,相反,連線,靜電力常量,知識(shí)點(diǎn) 2 庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用1庫(kù)侖定律的適用條件是_,8,觀點(diǎn)一：根據(jù),F,k,，從數(shù)學(xué)角度推出“當(dāng),r,0時(shí)，,4關(guān)于庫(kù)侖定律的理解有這樣幾種觀點(diǎn)，你認(rèn)為是否正,確？并請(qǐng)說(shuō)明理由,q,

6、1,q,2,r,2,F,；,r,時(shí)，,F,0”,觀點(diǎn)二：兩個(gè)處在真空中可視為點(diǎn)電荷的帶電球，大球的,電荷量大于小球的電荷量，關(guān)于兩球之間靜電力的大小關(guān)系，,可以肯定“大球受到的靜電力一定大于小球受到的靜電力”,觀點(diǎn)一：根據(jù)Fk ，從數(shù)學(xué)角度推,9,成立，由此得到,F,0.,答案：,觀點(diǎn)一的前半部分是錯(cuò)誤的，后半部分是正確的,q,1,q,2,r,2,從物理意義上分析，這種看法是錯(cuò)誤的因?yàn)楫?dāng),r,0 時(shí)，任何,兩帶電體已不能看做點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律及其公式也,就不再適用，,F,k,q,1,q,2,r,2,不能成立了所以由此得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的但當(dāng),r,時(shí)，公式,F,k,q,1,q,2,r,2,根據(jù),F,

7、k,，從數(shù)學(xué)角度分析,r,0時(shí)，,F,似乎正確，但,成立，由此得到 F0.答案：觀點(diǎn)一的前半,10,觀點(diǎn)二也是錯(cuò)誤的兩帶電球間的靜電力具有一般力的共,性，符合牛頓第三定律，即：無(wú)論兩球帶電量大小、電性是怎,樣的，它們之間的相互作用力總是大小相等、方向相反，在同,一直線上所以大球受到的靜電力一定等于小球受到的靜電力,觀點(diǎn)二也是錯(cuò)誤的兩帶電球間的靜電力具有一般力的共,11,1庫(kù)侖定律定律的成立條件是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互,作用力但空氣中兩點(diǎn)電荷間的相互作用力也可以近似用庫(kù)侖,定律計(jì)算；兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷，此,時(shí),r,指兩球體的球心距離,2應(yīng)用庫(kù)侖定律公式計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)不必將表

8、示電荷性質(zhì)的,正、負(fù)號(hào)代入公式中，只需將其電荷量的絕對(duì)值代入公式中算,出力的大小，力的方向根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互,吸引的原則另行判斷,1庫(kù)侖定律定律的成立條件是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互2,12,3庫(kù)侖定律的公式中各物理量要統(tǒng)一用國(guó)際單位，只有采,用國(guó)際單位時(shí)，,k,的值才是 9.010,9,Nm,2,/C,2,.,4空間中有多個(gè)電荷時(shí)，某電荷所受的靜電力是其他所有,電荷單獨(dú)對(duì)其作用的靜電力的矢量和(力的合成),3庫(kù)侖定律的公式中各物理量要統(tǒng)一用國(guó)際單位，只有采用國(guó)際單,13,q,1,q,2,r,2,【例2】(雙選)關(guān)于庫(kù)侖定律的公式,F,k,，下列說(shuō)法正,確的是(),A當(dāng)真空中的兩

9、點(diǎn)電荷間的距離,r,時(shí)，它們之間的靜,電力,F,0,B當(dāng)真空中的兩點(diǎn)電荷間的距離,r,0 時(shí)，它們之間的靜,電力,F,C當(dāng)兩點(diǎn)電荷間的距離,r,時(shí)，它們之間的靜電力,F,0,D靜電力常量,k,的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的,q1 q2【例2】(雙選)關(guān)于庫(kù)侖定律的公式Fk,14,適應(yīng)的條件是真空中的兩點(diǎn)電荷；當(dāng),不再成立，選項(xiàng),B 錯(cuò)靜電力常量的數(shù)值是,由實(shí)驗(yàn),解析：,公式,F,k,q,1,q,2,r,2,r,時(shí)，任何帶電體都可視為點(diǎn)電荷，但還必須滿足真空條件，,選項(xiàng),A,對(duì)，,C,錯(cuò)當(dāng),r,0 時(shí)，兩電荷就不能看成點(diǎn)電荷了，公,式,F,k,q,1,q,2,r,2,得出的，選項(xiàng),D,對(duì),答案：,AD,適

10、應(yīng)的條件是真空中的兩點(diǎn)電荷；當(dāng) 不再成立，選項(xiàng) B,15,【觸類旁通】,2真空中有兩個(gè)半徑為,R,的帶電金屬球，兩球中心相距為,r,(,r,4,R,)，設(shè)兩球帶電荷量絕對(duì)值分別為,q,1,、,q,2,，對(duì)于它們之間,的靜電作用力，下列說(shuō)法正確的是(),【觸類旁通】的靜電作用力，下列說(shuō)法正確的是(),16,解析：,此題中，無(wú)論兩球帶何種性質(zhì)的電荷，兩球均不能視為點(diǎn)電荷，不成立當(dāng)帶異種電荷時(shí)，電荷分布于兩球最近的一側(cè)，帶同種電荷時(shí)，電荷分布于兩球最遠(yuǎn)的一側(cè)，可判斷A、B、D錯(cuò)，C正確,答案：,C,解析：此題中，無(wú)論兩球帶何種性質(zhì)的電荷，兩球,17,【例,3,】,真空中兩個(gè)相同的帶等量異種電荷的小球

11、,A,和,B,(,A,、,B,可看做點(diǎn)電荷)，分別固定在兩處，兩球間的靜電力為,F,.,用一個(gè)不帶電的同樣的小球,C,先和,A,接觸，再與,B,接觸，然后,移去,C,，則,A,、,B,兩球間的庫(kù)侖力是多少？,【例 3】真空中兩個(gè)相同的帶等量異種電荷的小球 A 和,18,第一章第二節(jié)探究靜電力課件,19,題后反思：,(1),完全相同的,金屬小球接觸后要等分總電荷,量，此處還應(yīng)注意,C,球與,A,、,B,兩球的接觸順序,(2),應(yīng)用庫(kù)侖定律公式計(jì)算庫(kù)侖力時(shí)不必將表示電荷性質(zhì),的正、負(fù)號(hào)代入公式中,題后反思：(1)完全相同的金屬小球接觸后要等分總電荷量，此處,20,【觸類旁通】,3兩個(gè)分別帶有電荷量

12、,Q,和3,Q,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,r,2,大小為(),F,A.,12,B.,3,F,4,C.,4,F,3,D12,F,C,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,【觸類旁通】大小為()FB.3FC.4FD12FC,21,1解決三點(diǎn)電荷在同一直線上的靜電力平衡問(wèn)題,(1)庫(kù)侖力是電荷間的一種相互作用力若三個(gè)點(diǎn)電荷在同,一直線上均處于靜電力平衡，則每個(gè)點(diǎn)電荷受到的另外兩個(gè)點(diǎn),電荷的庫(kù)侖力必定等大反向,(2)根據(jù)平衡條件與庫(kù)侖定律可知：三個(gè)點(diǎn)電荷必須在一,條直線上；位于中間的電荷量最??；中間電荷與兩側(cè)電荷,異號(hào)；中

13、間電荷與電荷量較小的電荷較近即“三點(diǎn)共線，,兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大”,1解決三點(diǎn)電荷在同一直線上的靜電力平衡問(wèn)題(1)庫(kù)侖力是,22,【例,4,】,如圖,1,21 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,帶電荷量為,Q,，,B,帶電荷量為9,Q,.現(xiàn)引入,第三個(gè)點(diǎn)電荷,C,，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷處于靜電力平衡狀態(tài)，問(wèn),：,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？,圖 121,【例4】如圖 121 所示，在一條直線上有兩個(gè)相距 0,23,第一章第二節(jié)探究靜電力課件,24,【觸類旁通】,4(,雙選,),如圖,123,所示,，,同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,q

14、,1,、,q,2,、,q,3,，恰好都處于平衡狀態(tài)，且除相互作用的靜電力外不受其,他外力作用已知,q,1,、,q,2,間的距離是,q,2,、,q,3,間距離的 2 倍下,列說(shuō)法正確的是(),A若,q,1,、,q,3,為負(fù)電荷，則,q,2,也為負(fù)電荷,B若,q,1,、,q,3,為負(fù)電荷，則,q,2,必為正電荷,C,q,1,q,2,q,3,3649,D,q,1,q,2,q,3,9436,圖 123,【觸類旁通】列說(shuō)法正確的是()A若 q1、q3 為負(fù)電,25,答案：,BC,第一章第二節(jié)探究靜電力課件,26,2庫(kù)侖定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用,結(jié)合庫(kù)侖定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析處理帶電體的問(wèn)題的方,法與

15、純力學(xué)問(wèn)題的分析方法一樣，要學(xué)會(huì)把電學(xué)問(wèn)題力學(xué)化,分析方法是：,(1)確定研究對(duì)象如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題,意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”,(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，在受力分析時(shí)除了分析重,力、彈力、摩擦力等力學(xué)中常見(jiàn)力外，多了一個(gè)庫(kù)侖力,因此在受力分析時(shí)千萬(wàn)不可漏掉,2庫(kù)侖定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用力、彈力、摩擦力等力學(xué),27,(3)列平衡方程(,F,合,0 或,F,x,0，,F,y,0)或牛頓第二定律求,解,(4)在應(yīng)用庫(kù)侖定律定量計(jì)算式，各量均應(yīng)采用國(guó)際單位,即：表達(dá)式中的,r,單位為 m，電量,q,的單位是 C，力的單位是,N.,(3)列平衡方程(F 合0 或 Fx

16、0，F(xiàn)y0)或牛頓,28,【例,5,】,如圖,1,24 所示，兩個(gè)帶等量異種電荷的小球，,質(zhì)量均為 2 g，各用,L,5.1 cm 長(zhǎng)的絕緣細(xì)線吊住，細(xì)線質(zhì)量不,計(jì)，小球可看成質(zhì)點(diǎn)當(dāng)懸點(diǎn),OO,相距,d,4 cm 時(shí)兩球處于,平衡，此時(shí)兩球各偏離豎直方向,L,1 cm，則每個(gè)小球的電,荷量為多少？(取,g,10 m/s,2,),圖 124,【例 5】如圖 124 所示，兩個(gè)帶等量異種電荷的小球,29,第一章第二節(jié)探究靜電力課件,30,設(shè)懸線與豎直方向夾角為,，根據(jù)平衡條件，有,F,mg,tan,解得,q,1.33,10,8,C,故帶負(fù)電的小球所帶電荷量為,1.3310,8,C，帶正電的小,球所帶電荷量為1.3,310,8,C.,設(shè)懸線與豎直方向夾角為，根據(jù)平衡條件，有解得 q1.33,31,【觸類旁通】,5如圖 126 所示，兩個(gè)帶電球處于平衡狀態(tài)，且球心,位于同一水平面，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以肯定,(),A兩球都帶正電,B小球受到的細(xì)繩拉力等于所受的重力,C大球受到的靜電力大于小球受到的靜,電力,D兩球受到的靜電力大小相等,圖 126,【觸類旁通】()A兩球都帶正電D兩球