電荷間的相互作用

關(guān)于電荷間的相互作用第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二

定性實驗:控制變量法

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.電荷之間的相互作用力定性研究第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二影響電荷相互作用的因素實驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

實驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

實驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

實驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

實驗表明：（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二三大困難：1.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之間的距離。定量研究三大困難的對策卡文地許扭稱實驗——庫侖扭稱實驗對稱性——等分電荷法質(zhì)點——點電荷放大思想

轉(zhuǎn)化思想

均分思想

模型思想第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二

限定：真空中

點電荷（理想模型）忽略帶電體的大小

L》R

類比:萬有引力定律實際帶電體的大小遠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以忽略不計時，可近似看作點電荷。帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷．第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二

庫侖定律

大?。?/p>

條件：真空中、點電荷

內(nèi)容：在真空中兩個點電荷之間的作用力，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：在兩點電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸ACB+-+6q-3q2q第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二萬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，所以可忽略不計擴展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的．任意兩點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靜電力或庫侖力圖1.2-3第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二例題2:已知氫核質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg電子的質(zhì)量m1=9.1×10-31kg電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C在氫原子內(nèi)電子與質(zhì)子間的最短距離為r=5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫倫力和萬有引力。第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二1、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電荷的連線上公式：靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2適用條件：真空中，點電荷——理想化模型課堂小結(jié)第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二【例1】下面關(guān)于點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電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷C.當兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離時，可將這兩個帶電體看成是點電荷D.一切帶電體都可以看成是點電荷課堂練習考向1：對點電荷的考查第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二兩個相同的均勻帶電小球分別帶Q1=1CQ2=—2C在真空中相距r且靜止相互作用的庫倫力為F。1今將Q1、Q2、r都加倍問作用力F變化2只改變兩電荷的電性作用力如何3只將r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5使兩球接觸后如果庫倫力的大小不變，應如何放置兩球考向2：庫侖力的計算第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二【例2】兩個相距很遠的帶電金屬小球A和B所帶電量分別為＋4×10-5C和－6×10-5C，用和它們完全一樣的金屬小球C先后分別與A、B各接觸一下后拿走，A、B之間的靜電力變成原來的多少倍？課堂練習第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二＋＋＋＋AC＋＋AC＋＋＋＋A------BC++--BC----B

F’＝F/6A球和B球原來所帶電量分別為＋4×10-5C和－6×10-5C第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二例題3：

真空中有三個點電荷它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上每個點電荷都是+2×10-6它們各自所受的庫侖力?？枷?：庫侖力的疊加第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二【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O放入正電荷Q，求Q受的靜電力。（2）在O點放入負電荷Q，求Q受的靜電力。（3）在連線上A點的左側(cè)C點放上負點電荷q3，

q3=1C且AC=1m，求q3所受靜電力。課堂練習第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二考向4：萬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（）第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二考向5：利用對稱思想求解非點電荷之間的庫侖力如圖所示，一個半徑為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，點電荷受力為0．現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r（r?R）的一個小圓孔S，則此時置于球心的點電荷所受的力的大小為______（已知靜電力恒量為k），方向______．因為電荷均勻分布，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

第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二

1.相距為L的點電荷A，B帶電量分

別為+4Q和-Q．今引入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，求C的電量和放置的位置?？枷?：平衡問題k＝k

k＝k

k＝k

規(guī)律總結(jié)：兩大夾小兩同夾異近小遠大第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二2.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m1，和m2，帶電量分別為q1和q2．用細絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，它們與豎直線所成的角度均為α，且兩球同處一水平線上，則下述結(jié)論中正確的是（）A．q1一定等于q2．C．m1一定等于m2．D．必須同時滿足q1=q2，m1=m2．B．一定滿足第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期二3.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m