電荷間的相互作用

1、1.2、 探究電荷相互作用規(guī)律 整理課件2l 定性實(shí)驗(yàn): 控制變量法l 猜 想: 與帶電體的電量有關(guān) 與帶電體之間的距離有關(guān) 與帶電體自身的大小及形狀有關(guān) 與帶電體所處的空間物質(zhì)即介質(zhì)有關(guān) 一一. 電荷之間的相互作用力電荷之間的相互作用力定性研究定性研究整理課件3影響電荷相互作用的因素影響電荷相互作用的因素實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少

2、實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力實(shí)驗(yàn)表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 實(shí)驗(yàn)表明：（實(shí)驗(yàn)表明：（1）隨電荷量的增大而增大）隨電荷量的增大而增大 （ 2）隨距離的增大而減少）隨距離的增大而減少 整理課件4三大困難：三大困難：1.這種作用力非常小，沒有足夠精密的測量器具。這種作用力非常小，沒有足夠精密的測量器具。2.連電量的單位都沒有，當(dāng)然就無法比較電荷的多少了。連電量的單位都沒有

3、，當(dāng)然就無法比較電荷的多少了。3.帶電體上電荷的分布不清楚，難以確定相互作用的電荷帶電體上電荷的分布不清楚，難以確定相互作用的電荷之間的距離。之間的距離。定量研究定量研究三大困難的對策三大困難的對策 卡文地許扭稱實(shí)驗(yàn)卡文地許扭稱實(shí)驗(yàn)庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)庫侖扭稱實(shí)驗(yàn) 對稱性對稱性等分電荷法等分電荷法 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 放大思想放大思想 轉(zhuǎn)化思想轉(zhuǎn)化思想 均分思想均分思想 模型思想模型思想整理課件52rQqkF l 限定： 真空中l(wèi) 點(diǎn) 電 荷（理想模型）忽略帶電體的大小 L Rl 類比: 萬有引力定律2rMmGF 實(shí)際帶電體的大小遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于它們之間的距離時，以致帶電體的形狀和大小對相互作用的影響可

4、以忽略不計忽略不計時，可近似看作點(diǎn)電荷。帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點(diǎn)電荷整理課件6 庫庫 侖侖 定定 律律2rQqkF l 大?。?29/100 . 9cNmkl 條件： 真空中、點(diǎn)電荷l 內(nèi)容：在真空中兩個點(diǎn)電荷之間的作用力，跟 它們的電荷量的乘積成正比，跟它們間的距離的二次方成反比。作用力的方向在它們的連線上。方向：在兩點(diǎn)電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸ACB-6q-3q2q整理課件7萬有引力公式和庫侖定律萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，表述的都是力，這是相同之處；它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是：首先萬有引力公式計算出的力只能是相互吸引的力，絕沒有相排斥的力其次，由計算結(jié)果

5、看出，電子和質(zhì)子間的萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多，因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時，主要考慮靜電力，萬有引力雖然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不計擴(kuò)展擴(kuò)展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的任意兩點(diǎn)電荷之間的作用力都遵守庫侖定律用矢量求和法求合力遵循力的平行四邊形定則靜電力同樣具有力的共性，遵循牛頓第三定律電荷間相互作用力叫做電荷間相互作用力叫做靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力圖1.2-3整理課件8例題例題2:已知?dú)浜速|(zhì)子的質(zhì)量已知?dú)浜速|(zhì)子的質(zhì)量m2=1.6710-27 kg電子的質(zhì)電子的質(zhì)量量m1=9.110-31kg電子和質(zhì)子的電荷量都是電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60

6、10-19C在氫原子內(nèi)電子與質(zhì)子間的最短距離為在氫原子內(nèi)電子與質(zhì)子間的最短距離為r =5.310-11m。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫倫。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫倫力和萬有引力。力和萬有引力。整理課件91、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1距離2電量2、庫侖定律內(nèi)容表述：力的大小跟兩個點(diǎn)電荷的電荷量的乘積成正比 ，跟它們的距離的二次方成反比作用力的方向在兩個點(diǎn)電荷的連線上公式：靜電力常量k = 9.0109Nm2/C2適用條件：真空中，點(diǎn)電荷理想化模型2rQqkF 課堂小結(jié)整理課件10【例1】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能看成是點(diǎn)電荷B.體積很大的帶

7、電體一定不能看成是點(diǎn)電荷C.當(dāng)兩個帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時， 可將這兩個帶電體看成是點(diǎn)電荷D.一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷課堂練習(xí)考向考向1：對點(diǎn)電荷的考查：對點(diǎn)電荷的考查整理課件11兩個相同的均勻帶電小球分別帶兩個相同的均勻帶電小球分別帶Q1=1 C Q2=2C 在真空中相距在真空中相距r且靜止相互作用的庫且靜止相互作用的庫倫力為倫力為F。 1今將今將Q1、Q2、r都加倍問作用力都加倍問作用力F變化變化2只改變兩電荷的電性作用力如何只改變兩電荷的電性作用力如何3只將只將r增大兩倍，作用力如何增大兩倍，作用力如何4將兩個球接觸一下后仍放回原處作用力如何將兩個球接觸一下后仍放回原處作用

8、力如何5使兩球接觸后如果庫倫力的大小不變，應(yīng)如使兩球接觸后如果庫倫力的大小不變，應(yīng)如何放置兩球何放置兩球考向考向2：庫侖力的計算：庫侖力的計算整理課件12【例2】兩個相距很遠(yuǎn)的帶電金屬小球兩個相距很遠(yuǎn)的帶電金屬小球A A和和B B所所帶電量分別為帶電量分別為4 41010-5-5C C 和和 6 61010-5-5C C，用，用和它們完全一樣的金屬小球和它們完全一樣的金屬小球C C先后分別與先后分別與A A、B B各接觸一下后拿走，各接觸一下后拿走，A A、B B之間的靜電力變成之間的靜電力變成原來的多少倍？原來的多少倍？課堂練習(xí)整理課件13ACACA- - - - -BC+ + - -BC

9、- - - -B2101064rkF2101022rkF FF / 6A A球和球和B B球原來所帶電量分別為球原來所帶電量分別為4 41010-5-5C C 和和 6 61010-5-5C C整理課件14例題例題3： 真空中有三個點(diǎn)電荷它們固定真空中有三個點(diǎn)電荷它們固定在邊長在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上每個點(diǎn)電荷都是上每個點(diǎn)電荷都是+210-6它們各自它們各自所受的庫侖力。所受的庫侖力?？枷蚩枷?：庫侖力的疊加：庫侖力的疊加整理課件15【例3】 兩個正電荷q1與q2電量都是3C，靜止于真空中，相距r=2m。 （1）在它們的連線AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q，求Q受的

10、靜電力。（2）在O點(diǎn)放入負(fù)電荷 Q，求Q受的靜電力。（3）在連線上A點(diǎn)的左側(cè) C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3， q3=1C且AC=1m，求q3所受靜電力。課堂練習(xí)整理課件16考向考向4：萬有引力定律與庫侖定律的對比分析：萬有引力定律與庫侖定律的對比分析如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為L，為球半徑的4倍若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對值均為Q，那么，a與b兩球之間的萬有引力、庫侖力分別為（ ）整理課件17考向考向5：利用對稱思想求解非點(diǎn)電荷之間的庫侖力：利用對稱思想求解非點(diǎn)電荷之間的庫侖力如圖所示，一個半徑為

11、R的絕緣球殼上均勻帶有+Q的電荷，另一個電荷量為+q的電荷放在球心O上，由于對稱性，點(diǎn)電荷受力為0現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r（rR）的一個小圓孔S，則此時置于球心的點(diǎn)電荷所受的力的大小為_（已知靜電力恒量為k），方向_因?yàn)殡姾删鶆蚍植?，所以可知小圓孔帶電量為 假設(shè)不挖去小孔，則電荷受力平衡，合外力為零，現(xiàn)在挖去小孔，則點(diǎn)電荷受力大小，根據(jù)庫侖定律可得， 方向由球心指向小孔中心 由球心指向小孔中心 整理課件18 1.相距為相距為L的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷A，B帶電量分帶電量分 別別為為+4Q和和-Q今引入第三個點(diǎn)電荷今引入第三個點(diǎn)電荷C，使三個點(diǎn)電荷，使三個點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，都處于平衡狀態(tài)，求求C的電量

12、和放置的位置的電量和放置的位置?？枷蚩枷?：平衡問題：平衡問題kkkkkk規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)： 兩大夾小兩大夾小 兩同夾異兩同夾異 近小遠(yuǎn)大近小遠(yuǎn)大整理課件192.如圖所示，兩個大小相同的小球帶有同種電荷，如圖所示，兩個大小相同的小球帶有同種電荷，質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m1，和，和m2，帶電量分別為，帶電量分別為q1和和q2用用細(xì)絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，它細(xì)絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，它們與豎直線所成的角度均為們與豎直線所成的角度均為，且兩球同處一水平且兩球同處一水平線上，則下述結(jié)論中正確的是（）線上，則下述結(jié)論中正確的是（）Aq1一定等于一定等于q2Cm1一定等于一定等于m2D必須同時滿足必須同時滿足q1=q2，m1=m2B一定滿足一定滿足整理課件203.如圖所示，真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷，如圖所示，真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷，質(zhì)量均為質(zhì)量均為m，分別用絕緣細(xì)