高中物理 12 點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律—庫侖定律課件 教科版選修11

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1、2點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律庫侖定律1探究影響點(diǎn)電荷間相互作用的因素，掌握類比推理的思想方法2知道點(diǎn)電荷的概念知道點(diǎn)電荷是種理想化的物理模型3理解庫侖定律的含義和適用條件，學(xué)習(xí)用庫侖定律解決簡單的問題4了解庫侖扭秤的結(jié)構(gòu)和原理. 2庫侖對(duì)電荷之間相互作用規(guī)律的發(fā)現(xiàn)在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力的大小與它們所帶的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離平方成反比1點(diǎn)電荷(1)定義：一般來說，只要兩個(gè)帶電體間的距離比它們自身的線度大得多，以至帶電體的形狀和電荷的分布對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這樣的帶電體就可以看做點(diǎn)電荷(2)點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型思維類比 (5)靜電力常量k數(shù)值：k9.0

2、109 Nm2/C2.物理意義：真空中兩個(gè)相距為1 m、電荷量都為1 C的點(diǎn)電荷之間的庫侖力的大小為9.0109 N.三、庫侖定律的應(yīng)用1庫侖力具有力的共性(1)兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力遵守牛頓第三定律(2)庫侖力可使帶電體產(chǎn)生加速度(3)庫侖力可以和其他力平衡(4)某個(gè)點(diǎn)電荷受幾個(gè)點(diǎn)電荷作用時(shí)，要用矢量合成法則求出合力2應(yīng)用庫侖定律時(shí)注意(1)計(jì)算兩點(diǎn)電荷間庫侖力時(shí)，電荷符號(hào)可不代入，只計(jì)算量值，電荷的電性只影響庫侖力的方向相互作用力的方向根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸定性判斷計(jì)算時(shí)，也可以將電荷正負(fù)代入計(jì)算，得到的結(jié)果中正值表示斥力，負(fù)值表示引力(2)庫侖定律也適用于一個(gè)電荷靜止、另一個(gè)電

3、荷運(yùn)動(dòng)的情況例如，原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，核對(duì)電子的力同樣遵循庫侖定律(3)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這個(gè)結(jié)論通常叫做靜電力疊加原理. 1點(diǎn)電荷的體積必須很小嗎？點(diǎn)電荷是無大小、無形狀而有電荷量的一個(gè)幾何點(diǎn)一個(gè)實(shí)際的帶電體能否被看作點(diǎn)電荷并不決定于帶電體的線度、形狀，而是決定于其線度、形狀對(duì)所研究問題的影響程度，若該影響很小，可以忽略時(shí)，帶電體就可看作點(diǎn)電荷，反之，則不可以所以一個(gè)很小的帶電體不一定能視為點(diǎn)電荷；帶電體很大，也不一定不能視為點(diǎn)電荷【典例1】 關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是()A只有體積很小的帶電體，才能看作點(diǎn)電荷B體積很

4、大的帶電體一定不能看作點(diǎn)電荷C點(diǎn)電荷一定是電荷量很小的帶電體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)電荷處理解析在研究帶電體間的靜電力作用時(shí)，如果帶電體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離，帶電體本身的大小對(duì)我們所討論的問題影響甚小，相對(duì)來說可把帶電體視為一幾何點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷但點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電荷量也可以很大點(diǎn)電荷這個(gè)概念與力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”類似所以A、B、C均不對(duì)兩個(gè)帶電的金屬小球，距離近時(shí)電荷不會(huì)均勻分布，故D對(duì)答案D【變式1】 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點(diǎn)電荷是一種理想化的模型D

5、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)解析點(diǎn)電荷是一個(gè)抽象的物理模型，類似于質(zhì)點(diǎn)模型，帶電體的形狀和大小對(duì)電學(xué)特征影響很小，以至于可以忽略時(shí)，該帶電體可以看做點(diǎn)電荷，故C、D選項(xiàng)正確答案CD答案B借題發(fā)揮庫侖定律公式只適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷間庫侖力的求解，但不能看成點(diǎn)電荷的帶電體之間的庫侖力可用此公式定性分析答案D【典例3】 如圖123所示，兩個(gè)質(zhì)量為m1和m2的小球各用長絲線懸掛在同一點(diǎn)當(dāng)兩小球帶電荷量分別為q1和q2時(shí)，兩絲線張開且兩球等高，兩絲線與豎直方向夾角分別為1、2，下列說法正確的是()A若m1m2，則12B若m1m2，

6、則12C若m1m2，則12D若m1m2，且q1q2，則12答案AC借題發(fā)揮庫侖定律給出了兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力的大小及方向，庫侖力也是一種力，同樣遵從力的合成與分解法則，遵從牛頓定律等力學(xué)基本規(guī)律，當(dāng)把整個(gè)體系作為一個(gè)研究對(duì)象，列平衡方程或動(dòng)力學(xué)方程時(shí)系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用的靜電力為內(nèi)力，不予考慮，但研究系統(tǒng)內(nèi)物體受力時(shí)不能漏掉靜電力【變式3】 如圖124所示，q1、q2、q3 分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)(1)如果q2為正電荷，則q1為_電荷，q3為_電荷(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比是_ _ _.開拓視野“是巧合還是必然的聯(lián)系”一個(gè)讓物理學(xué)家們?nèi)栽谒伎嫉膯栴}庫侖力和萬有引力呈現(xiàn)出的既相似又相異的特點(diǎn)，表明了自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性，同時(shí)促使人們思考這樣的問題：這兩種力有沒有內(nèi)在的聯(lián)系？從更深層次上看，它們會(huì)不會(huì)是同一種相互作用在不同條件下的特殊表現(xiàn)呢？物理學(xué)家至今還在致力于這方面的探索【典例4】在氫原子里，有一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子，已知質(zhì)子、電子電荷量都是1.61019 C，軌道半徑r5.31011 m，m質(zhì)子1.671027 kg，m電子9.11031 kg，G6.71011 Nm2/kg2，k9109 Nm2/C2.試計(jì)算在氫原子里電子和質(zhì)子間的靜電力和萬有引力，并比較兩者的大小