第1章《電荷的相互作用》復(fù)習(xí)課

1、第第2節(jié)靜電力庫侖定律節(jié)靜電力庫侖定律課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道點(diǎn)電荷的概念，體會(huì)科學(xué)研知道點(diǎn)電荷的概念，體會(huì)科學(xué)研究中理想化模型的應(yīng)用究中理想化模型的應(yīng)用2理解庫侖定律的含義及其表達(dá)公式適用條理解庫侖定律的含義及其表達(dá)公式適用條件，并能夠用公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算件，并能夠用公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.對(duì)點(diǎn)電荷的理解對(duì)點(diǎn)電荷的理解2庫侖定律的適用條件及其應(yīng)用庫侖定律的適用條件及其應(yīng)用核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第2節(jié)節(jié)靜靜電電力力庫庫侖侖定定律律課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、靜電力與點(diǎn)電荷模型一、靜電力

2、與點(diǎn)電荷模型1物理學(xué)上把本身的物理學(xué)上把本身的_比相互之間的距離比相互之間的距離_得多的帶電體叫做點(diǎn)電荷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，要看它們本兩個(gè)帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要看它們本身的身的_是否比它們之間的距離小得多，而是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體不是看物體_有多大有多大線度線度小小線度線度本身本身二、庫侖定律二、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內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力力F的大小，跟它們的電荷量的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成的乘積成_，跟它們的距離，跟它們的距離r的的_成反比；作成反比；作用力的方向沿著它們的用力的方向沿著它

3、們的_同種電荷相斥同種電荷相斥,異種電荷相吸異種電荷相吸正比正比二次方二次方連線連線2表達(dá)式：表達(dá)式：F _；其中；其中Q1、Q2表示兩個(gè)表示兩個(gè)點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷的_ ，r表示它們的表示它們的_，k為比為比例系數(shù)，也叫例系數(shù)，也叫_，k 9.0109 Nm2/C2.電荷量電荷量距離距離靜電力常量靜電力常量提示：提示：不對(duì)不對(duì)r0時(shí)不能看成點(diǎn)電荷，公式不時(shí)不能看成點(diǎn)電荷，公式不能適用能適用三、靜電力與萬有引力的比較三、靜電力與萬有引力的比較1庫侖定律描述的是由于物體庫侖定律描述的是由于物體_引起的相引起的相互作用，其作用力的大小跟帶電體的互作用，其作用力的大小跟帶電體的_及及_有關(guān)有關(guān)2萬有引力定

4、律描述的是由于物體具有萬有引力定律描述的是由于物體具有_引起的相互作用，其作用力的大小跟物體引起的相互作用，其作用力的大小跟物體_及及_有關(guān)有關(guān)帶電帶電距離距離質(zhì)量質(zhì)量距離距離電荷量電荷量多少多少質(zhì)質(zhì)量的大小量的大小3二者的相似：兩種力都與二者的相似：兩種力都與_成成反比；兩個(gè)公式中都有與作用力有關(guān)的物理量反比；兩個(gè)公式中都有與作用力有關(guān)的物理量(電量或質(zhì)量電量或質(zhì)量)的乘積，且兩種力都與乘積成正的乘積，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：靜電力可能是二者的不同：靜電力可能是_力，也可能力，也可能是是_力；而萬有引力只能是力；而

5、萬有引力只能是_力力距離的二次方距離的二次方斥斥引引引引核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、對(duì)點(diǎn)電荷的理解一、對(duì)點(diǎn)電荷的理解1點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間相互作用力的影響可以忽分布狀況對(duì)它們之間相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看成帶電的點(diǎn)略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看成帶電的點(diǎn),叫做點(diǎn)電荷叫做點(diǎn)電荷(1)點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)

6、點(diǎn)，實(shí)際中并不存在存在(2)一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體一個(gè)帶電體能否看成點(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問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定2舉例說明舉例說明(1)均勻帶電球體，半徑為均勻帶電球體，半徑為R.若電荷分布不變?nèi)綦姾煞植疾蛔?研究研究rR的任何點(diǎn)的電場(chǎng)分布時(shí)，可看成點(diǎn)電的任何點(diǎn)的電場(chǎng)分布時(shí)，可看成點(diǎn)電荷，與電荷量集中的球心的點(diǎn)等效；荷，與電荷量集中的球心的點(diǎn)等效；若電荷若電荷分布是可改變的，在附近放另一個(gè)電荷時(shí)，其分布是可改變的，在附近放另一個(gè)電荷時(shí)，其表面電荷量的分布發(fā)生改變，就不能看成點(diǎn)電表面電荷量的分布發(fā)生改變，就不能看成點(diǎn)電荷；荷；若研究

7、的位置離得很遠(yuǎn)若研究的位置離得很遠(yuǎn)(rR)，就可以，就可以把球看成點(diǎn)電荷把球看成點(diǎn)電荷(2)板狀帶電體或桿狀帶電體，對(duì)于附近的其他板狀帶電體或桿狀帶電體，對(duì)于附近的其他電荷，均不能看成點(diǎn)電荷，只有你研究的位置電荷，均不能看成點(diǎn)電荷，只有你研究的位置到電荷的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，才能到電荷的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶電體的線度時(shí)，才能當(dāng)作點(diǎn)電荷處理當(dāng)作點(diǎn)電荷處理即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1下列關(guān)于點(diǎn)電荷說法錯(cuò)誤的是下列關(guān)于點(diǎn)電荷說法錯(cuò)誤的是()A電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷電子和質(zhì)子在任何情況下都可視為點(diǎn)電荷B均勻帶電的絕緣球體在計(jì)算庫侖力時(shí)一般均勻帶電的絕緣球體

8、在計(jì)算庫侖力時(shí)一般可視為點(diǎn)電荷可視為點(diǎn)電荷C帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點(diǎn)電荷D帶電的金屬球有時(shí)能視為點(diǎn)電荷，有時(shí)不帶電的金屬球有時(shí)能視為點(diǎn)電荷，有時(shí)不能視為點(diǎn)電荷能視為點(diǎn)電荷解析：解析：選選A.帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要看它們帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要看它們本身的線度是否比它們之間的距離小得多，而本身的線度是否比它們之間的距離小得多，而不是看物體本身有多大，也不是看它所帶的電不是看物體本身有多大，也不是看它所帶的電荷量有多大荷量有多大3兩個(gè)電荷間的距離兩個(gè)電荷間的距離r0時(shí)，兩電荷已失去時(shí)，兩電荷已失去了點(diǎn)電荷的前提條件，所以違背了庫侖定律的了點(diǎn)電荷的前提條

9、件，所以違背了庫侖定律的適用條件，不能再運(yùn)用庫侖定律計(jì)算兩電荷間適用條件，不能再運(yùn)用庫侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用力因此不能認(rèn)為的相互作用力因此不能認(rèn)為F.4庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩庫侖力具有力的一切性質(zhì)，相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力遵守牛頓第三定律，應(yīng)個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力遵守牛頓第三定律，應(yīng)用庫侖定律時(shí)仍應(yīng)該對(duì)帶電體進(jìn)行受力分用庫侖定律時(shí)仍應(yīng)該對(duì)帶電體進(jìn)行受力分析庫侖力同樣遵守平行四邊形定則，在解決析庫侖力同樣遵守平行四邊形定則，在解決多個(gè)電荷相互作用時(shí)矢量合成法則同樣有效多個(gè)電荷相互作用時(shí)矢量合成法則同樣有效.5式中各量的單位要統(tǒng)一用國際單位，與式中各量的單位要統(tǒng)一用國際單

10、位，與k9.0109 Nm2/C2 統(tǒng)一統(tǒng)一6如果一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外的兩個(gè)或更如果一個(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多的點(diǎn)電荷的作用力，可由靜電力疊加的原理求出合力求出合力即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2(2011年福州高二單元檢測(cè)年福州高二單元檢測(cè))對(duì)于庫侖定律的對(duì)于庫侖定律的理解錯(cuò)誤的是理解錯(cuò)誤的是()A庫侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷庫侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷B當(dāng)半徑為當(dāng)半徑為r的兩帶電小球相距為的兩帶電小球相距為r時(shí)，可用時(shí)，可用庫侖定律計(jì)算它們間的靜電力庫侖定律計(jì)算它們間的靜電力C在干燥空氣中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的靜電力可在

11、干燥空氣中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的靜電力可用庫侖定律計(jì)算用庫侖定律計(jì)算D相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們各自所受的庫侖力大小一定量是否相同，它們各自所受的庫侖力大小一定相等相等解析：解析：選選B.庫侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)庫侖定律的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷，干燥空氣中的點(diǎn)電荷也近似適用，故電荷，干燥空氣中的點(diǎn)電荷也近似適用，故A、C正確；半徑為正確；半徑為r的兩小球距離是的兩小球距離是r時(shí)，不能看做時(shí)，不能看做點(diǎn)電荷，故庫侖定律不適用，點(diǎn)電荷，故庫侖定律不適用，B錯(cuò)誤；兩點(diǎn)電荷錯(cuò)誤；兩點(diǎn)電荷間的靜電力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一間的靜電力是

12、一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故定相等，故D正確正確三、電場(chǎng)力與萬有引力的比較三、電場(chǎng)力與萬有引力的比較特別提醒：特別提醒：(1)庫侖力和萬有引力是不同性質(zhì)的庫侖力和萬有引力是不同性質(zhì)的力力(2)萬有引力定律適用時(shí)，庫侖定律不一定適用萬有引力定律適用時(shí)，庫侖定律不一定適用.即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3.如圖如圖121所示，兩個(gè)質(zhì)量均為所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相的完全相同的金屬球殼同的金屬球殼a與與b，其殼層的厚度和質(zhì)量分布，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，兩球心間的均勻，將它們固定于絕緣支座上，兩球心間的距離距離L為球半徑的為球半徑的3

13、倍若使它們帶上等量異種倍若使它們帶上等量異種電荷，使其電荷量的絕對(duì)值均為電荷，使其電荷量的絕對(duì)值均為Q，那么，那么，a、b兩球之間的萬有引力兩球之間的萬有引力F引引與庫侖力與庫侖力F庫庫分別為分別為()圖圖121解析：解析：選選D.萬有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)萬有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離點(diǎn)的物體，雖然兩球心間的距離L只有其半徑只有其半徑r的的3倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻倍，但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)因此，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)因此，可以應(yīng)用萬有引力定律由錯(cuò)解原因分析可知可以應(yīng)用萬有引力定律由錯(cuò)解原因分析

14、可知,此時(shí)兩小球不能看成點(diǎn)電荷，即庫侖定律不適此時(shí)兩小球不能看成點(diǎn)電荷，即庫侖定律不適用綜上所述，對(duì)于用綜上所述，對(duì)于a、b兩帶電球殼的整體來兩帶電球殼的整體來說，滿足萬有引力定律的適用條件，不滿足庫說，滿足萬有引力定律的適用條件，不滿足庫侖定律的適用條件，故只有選項(xiàng)侖定律的適用條件，故只有選項(xiàng)D正確正確. 兩個(gè)半徑均為兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架的金屬球放在絕緣支架上，兩球面最近距離為上，兩球面最近距離為r，帶等量異種電荷，帶等量異種電荷，電荷量為電荷量為Q，兩球間的靜電力為下列選項(xiàng)中的，兩球間的靜電力為下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)哪一個(gè)()課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練庫侖定律條件的應(yīng)用庫侖定律條件

15、的應(yīng)用圖圖122【精講精析】【精講精析】?jī)汕蜷g距和球本身大小差不多兩球間距和球本身大小差不多,不符合簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件，因?yàn)閹靵龆傻牟环虾?jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件，因?yàn)閹靵龆傻墓接?jì)算僅適用于點(diǎn)電荷，所以不能用公式計(jì)公式計(jì)算僅適用于點(diǎn)電荷，所以不能用公式計(jì)算我們可以根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律作一算我們可以根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律作一個(gè)定性分析由于兩帶電體帶等量異種電荷，個(gè)定性分析由于兩帶電體帶等量異種電荷，電荷間相互吸引，因此電荷在導(dǎo)體球上電荷間相互吸引，因此電荷在導(dǎo)體球上的分布的分布【答案】【答案】B【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】庫侖定律另一條件是庫侖定律另一條件是“真空真空中中”，一般在沒有特殊說明

16、的情況下，都可按，一般在沒有特殊說明的情況下，都可按真空來處理本題若不考慮到庫侖定律的適用真空來處理本題若不考慮到庫侖定律的適用條件，很容易根據(jù)庫侖定律計(jì)算選擇條件，很容易根據(jù)庫侖定律計(jì)算選擇A.實(shí)際上實(shí)際上在本題中兩球不符合簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件，因在本題中兩球不符合簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件，因此不能使用庫侖定律計(jì)算此不能使用庫侖定律計(jì)算 (2011年太原質(zhì)檢年太原質(zhì)檢)如圖如圖123所示，懸掛在所示，懸掛在O點(diǎn)的一根不點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電荷量不變的小球電荷量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球

17、的小球B.當(dāng)當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方的正下方并與并與A在同一水平線上時(shí)，在同一水平線上時(shí)，A處于處于庫侖力作用下的平衡問題庫侖力作用下的平衡問題圖圖123受力平衡，懸線偏離豎直方向的角度為受力平衡，懸線偏離豎直方向的角度為，若，若兩次實(shí)驗(yàn)中兩次實(shí)驗(yàn)中B的電荷量分別為的電荷量分別為q1和和q2，分別為分別為30和和45.則則q2/q1為為()【精講精析】【精講精析】設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為l，A的帶電荷量為的帶電荷量為Q.A與與B處在同處在同一水平線上，以一水平線上，以A為研究對(duì)象，為研究對(duì)象，受力分析作出受力圖，如圖受力分析作出受力圖，如圖124所示根據(jù)平衡條件可所示根據(jù)平衡條件可知，庫侖力

18、跟重力的合力與細(xì)知，庫侖力跟重力的合力與細(xì)線的拉力等大反向，由幾何關(guān)系列式得線的拉力等大反向，由幾何關(guān)系列式得圖圖124【答案】【答案】C【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】對(duì)于力電綜合問題，其解決問對(duì)于力電綜合問題，其解決問題的關(guān)鍵仍然是研究對(duì)象的選取和正確的受力題的關(guān)鍵仍然是研究對(duì)象的選取和正確的受力分析，但要注意庫侖力的大小不僅和距離有關(guān)分析，但要注意庫侖力的大小不僅和距離有關(guān),而且還與所帶電量有關(guān)，庫侖力的變化又會(huì)導(dǎo)而且還與所帶電量有關(guān)，庫侖力的變化又會(huì)導(dǎo)致物體的受力情況和位置的改變致物體的受力情況和位置的改變 (2011年龍巖高二綜合檢測(cè)年龍巖高二綜合檢測(cè))在真空中有在真空中有兩個(gè)相距為兩個(gè)相距為r的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷A和和B，帶電荷量分別為，帶電荷量分別為q1q和和q24q，若要將第三個(gè)電荷，若要將第三個(gè)電荷q3放入，放入，要求放入要求放入q3后三電荷均處于平衡狀態(tài)，對(duì)后三電荷均處于平衡狀態(tài)，對(duì)q3的的電荷量及電性有何要求？電荷量及電性有何要求？同一直線上靜電力的合成同一直線上靜電力的合成【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】解此題注意以下幾點(diǎn)：解此題注意以下幾點(diǎn)：(1)正確選取研究對(duì)象并受力分析正確選取研究對(duì)象并受力分析(2)根據(jù)庫侖力公式計(jì)算每個(gè)電荷的受力大小根據(jù)庫侖力公式計(jì)算每個(gè)電荷的受力大小.(3)根據(jù)靜電力的疊加結(jié)合平衡條