高中物理 1.2 靜電力庫侖定律課件 魯科版選修31.pptVIP

第2節(jié)靜電力庫侖定律 1 知道點(diǎn)電荷的概念 了解理想化模型 體會(huì)理想化方法在科學(xué)研究中的作用 2 理解庫侖定律的內(nèi)容及公式并說明庫侖定律描述的客觀規(guī)律和適用條件 3 通過靜電力和萬有引力的對(duì)比 體會(huì)自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性 了解類比法 體會(huì)類比法在物理發(fā)展中的作用 1 自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的 引力的方向沿兩物體的連線 引力的大小f與這兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積m1m2成 與這兩個(gè)物體間距離r的平方成 答案 正比反比2 甲 乙兩個(gè)小球分別帶有一定量的電荷 兩球在同一條水平線上 如右圖所示 則兩球在水平方向上一定存在相互的 答案 吸引力 1 什么是靜電力 2 什么是點(diǎn)電荷 把帶電體能看成點(diǎn)電荷的大小是什么 3 庫侖定律的內(nèi)容是什么 表達(dá)式如何 4 靜電力和萬有引力有何異同 一 靜電力與點(diǎn)電荷模型1 靜電力 1 定義 電荷間的相互作用力叫做靜電力也叫做庫侖力 2 影響靜電力大小的因素 兩帶電體的及二者之間的等 靜電力遵守牛頓第三定律嗎 提示 遵守牛頓第三定律 電荷量 距離 2 點(diǎn)電荷 1 物理學(xué)上把本身的比相互之間的距離得多的帶電體叫做點(diǎn)電荷 2 兩個(gè)帶電體能否視為點(diǎn)電荷 要看它們本身的是否比它們之間的距離小得多 而不是看物體有多大 二 庫侖定律1 內(nèi)容 真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力f的大小 跟它們的成正比 跟它們的成反比 作用力的方向沿著 同種電荷相斥 異種電荷相吸 線度 小 線度 本身 電荷量q1 q2的乘積 距離r的 二次方 它們的連線 2 定義式 3 k是一個(gè)常量 如果各物理量都采用國際單位制 則k 4 庫侖定律是法國物理學(xué)家提出來的 5 實(shí)驗(yàn)表明 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)電荷的作用力的和 這個(gè)結(jié)論通常叫做靜電力原理 9 0 109n m2 c2 庫侖 矢量 疊加 三 靜電力和萬有引力的比較1 庫侖定律描述的是由于物體引起的相互作用 其作用力的大小跟帶電體的有關(guān) 2 萬有引力定律描述的是由于物體具有引起的相互作用 作用力大小跟物體有關(guān) 3 二者的相似 兩力都與成反比 兩公式中都有與作用力有關(guān)的物理量 電荷量或質(zhì)量 的乘積 且兩種力都與乘積成正比 兩種力的方向都在兩物體的連線上 4 二者的不同 靜電力可能是力 也可能是力 而萬有引力只能是力 帶電 電荷量多少及距離 質(zhì)量 質(zhì)量的大小及距離 距離的二次方 斥 引 引 一 對(duì) 點(diǎn)電荷 的正確理解1 點(diǎn)電荷的物理模型 只有電荷量 沒有大小 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 以至于帶電體的形狀和大小對(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 這樣的處理會(huì)使問題大為簡化 對(duì)結(jié)果又沒有太大的影響 是物理學(xué)上經(jīng)常用到的方法 3 點(diǎn)電荷只具有相對(duì)意義 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確定 1 點(diǎn)電荷與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)類似 是在研究復(fù)雜物理問題時(shí)引入的一種理想化模型 2 不少物理問題都與較多的因素有關(guān) 要研究其與所有因素的關(guān)系是很困難的 抓住主要因素構(gòu)建物理模型 才可以簡化研究的過程 1 關(guān)于點(diǎn)電荷 下列說法正確的是 a 直徑為0 01mm的帶電粒子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷b 點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體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 答案 c 5 庫侖定律的適用條件 1 真空 2 點(diǎn)電荷庫侖定律嚴(yán)格適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用 但兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷 r應(yīng)指兩球體的球心距對(duì)于不能視為點(diǎn)電荷的物體間的庫侖力不能隨便用庫侖定律求解 要視具體情況而定 答案 a 三 庫侖定律與萬有引力定律的比較 1 庫侖力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力 受力分析時(shí)要分別分析 2 庫侖力和萬有引力表達(dá)式的相似性 揭示了大自然的和諧美 多樣性的美 答案 d 下面關(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可看做點(diǎn)電荷b 只有做平動(dòng)的帶電體才可看做點(diǎn)電荷c 只有帶電荷量很少的帶電體才可看做點(diǎn)電荷d 點(diǎn)電荷所帶電荷量可多可少 解析 能否將一個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷 關(guān)鍵在于我們分析時(shí)是否無需考慮它的體積大小和形狀 即它的體積大小和形狀可不予考慮時(shí)就可以將其看成點(diǎn)電荷 至于它的電荷量就可多可少 答案 d 1 1 下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中 正確的是 a 帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷b 直徑大于1cm的帶電球體一定不能看成點(diǎn)電荷c 直徑小于1cm的帶電球體一定可以看成點(diǎn)電荷d 點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)都是理想化的模型 解析 點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)都是為研究問題而理想化的模型 只要其體積 形狀不影響研究的問題就可以理想化 故d正確 能否看成點(diǎn)電荷并不是依據(jù)電荷本身的大小和形狀 故a b c錯(cuò) 答案 d 如右圖所示 在一條直線上的a b c三點(diǎn)上分別放置qa 3 10 9c qb 4 10 9c qc 3 10 9c的點(diǎn)電荷 試求作用在a電荷上的作用力 答案 9 9 10 4n方向由a c 1 計(jì)算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進(jìn)行 即用公式計(jì)算庫侖力的大小時(shí) 不必將電荷q1 q2的正 負(fù)號(hào)代入公式中 而只將電荷量的絕對(duì)值代入公式中計(jì)算出力的大小 力的方向根據(jù)同種電荷相斥 異種電荷相吸加以判斷即可 2 如果一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外的兩個(gè)或更多的點(diǎn)電荷的作用力 可由靜電力疊加的原理求出合力 2 1 真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q和q 它們之間的庫侖力為f 下列的哪些做法可以使它們之間的庫侖變?yōu)? 5f a 使q的電荷量變?yōu)?q 使q的電荷量變?yōu)?q 同時(shí)使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍b 使每個(gè)電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼? 5倍 距離也變?yōu)樵瓉淼? 5倍c 使其中一個(gè)電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼? 5倍 距離也變?yōu)樵瓉淼? 5倍 答案 a 真空中相距3m的光滑絕緣平面上 分別放置兩個(gè)電荷量為 q 4q的點(diǎn)電荷a b 然后再在某一位置放置點(diǎn)電荷c 這時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài) 求c的電荷量以及相對(duì)a的位置 如果要求三個(gè)電荷a b c均在靜電力作用下處于平衡 1 三個(gè)電荷必須在一條直線上 2 位于中間的電荷量最小 3 中間電荷與兩側(cè)異號(hào) 4 中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 3 1 如右圖所示 同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷q1 q2 q3恰好都處于平衡狀態(tài) 除相互作用的靜電力外不受其他外力作用 已知q1 q2間的距離是q2 q3間距離的2倍 下列說法正確的是 a q1 q3為正電荷 q2為負(fù)電荷b q1 q3為負(fù)電荷 q2為正電荷c q1 q2 q3 36 4 9d q1 q2 q3 9 4 36 答案 abc 1 已知點(diǎn)電荷a的電荷量是點(diǎn)電荷b的2倍 則a對(duì)b的作用力與b對(duì)a的作用力大小之比為 a 2 1b 1 2c 1 1d 不一定 答案 c2 a b兩個(gè)點(diǎn)電荷帶電荷量及距離恒定 當(dāng)?shù)谌姾蒫移近a b時(shí) a b間的庫侖力將 a 變大b 變小c 不變d 都有可能 答案 c 3 如右圖所示 在絕緣光滑水平面上 相隔一定距離有兩個(gè)帶同種電荷的小球 同時(shí)從靜止釋放 則兩個(gè)小球的加速度大小和