高二物理選修3-1 庫侖定律1 ppt

1、電荷守恒定律電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。持不變。一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是不變的。數(shù)和總是不變的。也常表示為也常表示為+AB 例例: :如圖，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬如圖，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球球A A靠近驗(yàn)電器小球靠近驗(yàn)電器小球B B（不接觸）時(shí)，驗(yàn)電器（不接觸）時(shí)，驗(yàn)電器的金屬箔張角減小，則的

2、金屬箔張角減小，則 （ ） A.A.金屬球金屬球A A可能不帶電可能不帶電B.B.金屬球金屬球A A可能帶負(fù)電可能帶負(fù)電C.C.金屬球金屬球A A可能帶正電可能帶正電D.D.金屬球金屬球A A一定帶負(fù)電一定帶負(fù)電 解析：驗(yàn)電器的金箔之所以張開，是因?yàn)樗鼈兌紟в薪馕觯候?yàn)電器的金箔之所以張開，是因?yàn)樗鼈兌紟в姓姾?，而同種電荷相排斥，張開角度的大小決定于正電荷，而同種電荷相排斥，張開角度的大小決定于兩金箔帶電荷的多少兩金箔帶電荷的多少. .如果如果A A球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的B B球時(shí)，異種電荷相互吸引，使金箔上的正電荷逐漸球時(shí)，異種電荷相互吸引，使金箔上的正電荷逐漸“上移上

3、移”，從而使兩金箔張角減小，選項(xiàng)正確，同，從而使兩金箔張角減小，選項(xiàng)正確，同時(shí)否定選項(xiàng)時(shí)否定選項(xiàng)如果如果A A球不帶電，在靠近球不帶電，在靠近B B球時(shí)，發(fā)生球時(shí)，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象使靜電感應(yīng)現(xiàn)象使A A球上電荷重新分布，靠近球上電荷重新分布，靠近B B球的端面球的端面出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向B B球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷電荷. .A A球上的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互球上的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互作用，因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金箔作用，因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金箔張角減小，選項(xiàng)正確，同時(shí)否定選項(xiàng)張角減小，選項(xiàng)

4、正確，同時(shí)否定選項(xiàng)D D2 2 庫庫 侖侖 定定 律律 當(dāng)兩球之間距離減小時(shí)：當(dāng)兩球之間距離減小時(shí)： 當(dāng)兩球帶電量增加時(shí)：當(dāng)兩球帶電量增加時(shí)： F F增大增大 F F增大增大 一、探究影響電荷間相互作用力的因素一、探究影響電荷間相互作用力的因素 法國(guó)工程師、物法國(guó)工程師、物理學(xué)家。理學(xué)家。17361736年年6 6月月14 14 日生于法日生于法國(guó)昂古萊姆。國(guó)昂古萊姆。 18061806年年8 8月月2323日日在巴黎逝世。在巴黎逝世。庫侖庫侖二、庫侖定律二、庫侖定律 1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容： 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成作用力，與它

5、們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上比，作用力的方向在它們的連線上2 2、點(diǎn)電荷：、點(diǎn)電荷：形狀大小及電荷分布對(duì)力的影形狀大小及電荷分布對(duì)力的影響可以忽略時(shí)響可以忽略時(shí)電荷間的作用力稱為電荷間的作用力稱為靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力庫庫侖侖扭扭秤秤三、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)三、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn) FF 1 1r r2 2 FF q q1 1q q2 2F=F=k kq q1 1q q2 2r r2 2k-k-靜電力常量靜電力常量且且k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 217851785年年, ,庫侖用他自庫侖用

6、他自己發(fā)明的扭秤己發(fā)明的扭秤, ,從實(shí)從實(shí)驗(yàn)得到靜電力的平驗(yàn)得到靜電力的平方反比定律。方反比定律。庫庫侖侖扭扭秤秤注意注意: : 庫侖定律表明庫侖定律表明, ,庫侖力和距離是庫侖力和距離是 , ,這和這和萬有引力十分相似。萬有引力十分相似。 平方反比律平方反比律庫侖定律適用于庫侖定律適用于 . . 真空中兩靜止點(diǎn)電荷間的作用真空中兩靜止點(diǎn)電荷間的作用 如 果 不 可 以 看 成 點(diǎn) 電 荷 該 如 何 處 理 如 果 不 可 以 看 成 點(diǎn) 電 荷 該 如 何 處 理呢呢? ? 。 看電荷分布中心看電荷分布中心 庫侖力具有力的一切性質(zhì)庫侖力具有力的一切性質(zhì) 在使用公式在使用公式F=kqF=kq

7、1 1q q2 2/r/r2 2時(shí)時(shí), ,是否需要把是否需要把q q1 1、q q2 2的正負(fù)的正負(fù)符號(hào)代入計(jì)算符號(hào)代入計(jì)算? ? . .不需要不需要當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)，任二帶電體間的作用當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí)，任二帶電體間的作用力仍遵守力仍遵守 ，任一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫，任一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力的作用，可以利用力的合成的侖力的作用，可以利用力的合成的 定則定則求出合力。求出合力。 庫侖定律庫侖定律 平行四邊形平行四邊形 已知?dú)浜艘阎獨(dú)浜? (質(zhì)子質(zhì)子) )的質(zhì)量是的質(zhì)量是1.671.671010-27-27 kg kg，電子的質(zhì)量是電子的質(zhì)量是9.19.11010-31 -31 k

8、gkg，在氫原子內(nèi)它，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為們之間的最短距離為5.35.31010-11 -11 m m。試比較氫。試比較氫核與核外電子之間的庫侖力和萬有引力。核與核外電子之間的庫侖力和萬有引力。例：例： 在真空中兩個(gè)相同的帶等量異號(hào)電荷的金在真空中兩個(gè)相同的帶等量異號(hào)電荷的金屬小球?qū)傩∏駻 A和和B(B(均可看做點(diǎn)電荷均可看做點(diǎn)電荷),),分別固定在兩分別固定在兩處處, ,兩球間靜電力為兩球間靜電力為F.F.現(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣現(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣的金屬小球的金屬小球C C先與先與A A接觸接觸, ,再與再與B B接觸接觸, ,然后移開然后移開C,C,此時(shí)此時(shí)A A、B B球間的靜電

9、力變?yōu)槎啻笄蜷g的靜電力變?yōu)槎啻? ?若再使若再使A A、B B間距離增大為原來的間距離增大為原來的2 2倍，則它們間的靜電倍，則它們間的靜電力又為多大？力又為多大？例：例：例例: :在邊長(zhǎng)為在邊長(zhǎng)為a a的正方形的每一頂點(diǎn)都的正方形的每一頂點(diǎn)都放置一個(gè)電荷量為放置一個(gè)電荷量為q q的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷. .如果保如果保持它們的位置不變持它們的位置不變, ,每個(gè)電荷受到其他每個(gè)電荷受到其他三個(gè)電荷的靜電力的合力是多大三個(gè)電荷的靜電力的合力是多大? ?例例: : 兩個(gè)半徑為兩個(gè)半徑為R R的金屬球的金屬球, ,分別帶電分別帶電q q和和-3q.-3q.當(dāng)球心相距當(dāng)球心相距r=3Rr=3R放置時(shí)放置時(shí),

10、 ,兩球兩球間的相互作用力為間的相互作用力為F.F.若將兩球接觸后若將兩球接觸后放回原來的位置放回原來的位置, ,則兩球之間的相互則兩球之間的相互作用力大小為作用力大小為 ( )( ) A. F B. A. F B. 等于等于F/3 F/3 C. C. 大于大于F/3 D. F/3 D. 小于小于F/3F/3 q1m1q2m2發(fā)散發(fā)散: :如圖所示如圖所示, ,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q q1 1和和q q2 2, ,它們的質(zhì)量分別為它們的質(zhì)量分別為m m1 1和和m m2 2，現(xiàn)在用兩根絕緣細(xì)，現(xiàn)在用兩根絕緣細(xì)線栓掛在天花板上，在庫侖力作用下兩根細(xì)線線栓掛在天花板上，在庫侖力作用

11、下兩根細(xì)線與豎直方向夾角為與豎直方向夾角為和和，且兩點(diǎn)電荷此時(shí)處，且兩點(diǎn)電荷此時(shí)處于同一水平線上，則以下說法正確的是（于同一水平線上，則以下說法正確的是（T T1 1和和T T2 2分別為兩根細(xì)線的彈力）分別為兩根細(xì)線的彈力） （ ） A. A. 若若,則有則有m m2 2mm1 1, T, T2 2TT1 1 B. B. 若若,則有則有m m2 2mm1 1, T, T2 2T,則有則有q q2 2qq1 1, T, T2 2TT1 1 D. D. 若若,則有則有q q2 2qq1 1, T, T2 2TT1 1 發(fā)散發(fā)散: :在光滑絕緣的水平面上放著三個(gè)可看作在光滑絕緣的水平面上放著三個(gè)可看作點(diǎn)電荷的帶電小球點(diǎn)電荷的帶電小球A A、B B、C C，它們?cè)谙嗷靵?，它們?cè)谙嗷靵隽Φ淖饔孟露继幱陟o止?fàn)顟B(tài)，已知小球力的作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知小球A A和和B B帶帶電量分別為電量分別為q q1 1=4.0=4.01010-9 -9 C C和和q q2 2=-9.0=-9.01010-9 -9 C C，兩者相距兩者相距50cm50cm。如果只要求如果只要求C C球能處于平衡狀態(tài)，而球能處于平衡狀態(tài)，而A A、B B球球可先固定，則對(duì)可先固定，則對(duì)C C球的電量、電性、所放的位球的電量、電性、所放的位置有何要求？置有何要求？求帶電