第一章靜電場第二節(jié)探究靜電力課件

第一章靜電場第二節(jié)探究靜電力

定量研究“電力”的困難:帶電體上電荷分布難以確定“電力”很小，缺乏測量工具當(dāng)時沒有量度電荷的單位，也無法確定電荷的電量一、人類對“電力”研究的歷程

科學(xué)家的推測:電力與距離的平方成反比(受“萬有引力定律”的啟發(fā))

法國科學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^實驗總結(jié)出靜電力規(guī)律規(guī)律:

庫倫定律——使人類對電的研究進(jìn)入了定量階段18世紀(jì)以前的二千多年間人類對電的認(rèn)識僅處定性階段1.r一定時，F(xiàn)與電荷量q的關(guān)系：

實驗結(jié)論：3.電荷量q不變時，F(xiàn)與r的關(guān)系：Q減小時，F(xiàn)減小q減小時，F(xiàn)

減小電荷間的相互作用力F隨電荷量的增大而增大，隨距離的增大而減小實驗探究：影響電荷間相互作用力的因素2.r一定時，F(xiàn)與電荷量Q的關(guān)系：二、點(diǎn)電荷——理想化（帶電）模型

如果帶電體間的距離比起它們自身的大小(幾何線度)大得多,以至于帶電體的形狀、大小和電荷分布對帶電體間的相互作用的影響可以忽略不計，這樣的帶電體就可以看作點(diǎn)電荷理想化的方法：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，跟它們之間的距離的二次方成反比?！竟健俊眷o電力常量】（2）點(diǎn)電荷三、庫侖定律【內(nèi)容】【定律成立條件】（1）真空中k值有何物理意義？k值的意義：表示兩個帶單位電量1C的點(diǎn)電荷在真空中相距單位距離1m時,相互間的靜電力為9.0×109N.討論與交流1、根據(jù)庫侖定律，點(diǎn)電荷間相互作用的靜電力F與距離r的平方成反比。因此，當(dāng)兩點(diǎn)電荷之間的距離r趨于零時，電荷間的靜電力F趨于無窮大。你認(rèn)為這個觀點(diǎn)對嗎？

當(dāng)r趨于零時，任何帶電體都不能看作點(diǎn)電荷，則庫侖定律也就不再適用。A、B球距距離比扭秤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角比36個刻度136o118個刻度1/2144o48.5個刻度1/4575.5o16四、庫侖扭秤實驗（1）構(gòu)造和實驗原理（過程）：（2）實驗數(shù)據(jù)：完成于1785年庫侖扭秤實驗的巧妙之處主要有兩點(diǎn)：1.進(jìn)行了微小量的放大（光放大測扭角）；2.采用對稱原理等分電量解決了當(dāng)時電量無法測量的難題。(P7)（比較靜電力和萬有引力）5、庫侖定律的應(yīng)用1.利用庫侖定律時，對電量的正、負(fù)及相應(yīng)的力方向的判斷通常有兩種做法：（1）不帶符號運(yùn)算：先代入電量的絕對值計算出力的大小，然后再根據(jù)兩個作用電荷的電性判斷作用力的方向；（2）帶符號運(yùn)算：代入電量的正、負(fù)值后，當(dāng)求出的力F為正值時即為斥力；當(dāng)求出的力F為負(fù)值時即為引力；

說明：（建議采用不帶符號運(yùn)算的方法）2.研究帶電體在電場中受力或運(yùn)動時何時可忽略重力的問題：1)微觀粒子(電子、原子、分子、離子等)通常忽略重力；2)題目具體說明;3)需要判斷，當(dāng)重力遠(yuǎn)小于電場力或其它力時）例題1例2

ACD:真空中的電荷若不是點(diǎn)電荷，由于同種電荷相互排斥影響電荷分布，實際距離增大；由于異種電荷相互吸引，實際距離減小。例題3庫侖力的疊加：利用“力的平行四邊形定則”處理多電荷之間的相互作用力的疊加問題。

兩個點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個點(diǎn)電荷的存在而改變。

任何帶電體都可以看出由許多點(diǎn)電荷組成。例4變與不變1、帶電量分別為+4q和-2q的兩個完全相同的金屬小球A、B相距r時的作用力為F，現(xiàn)讓兩球接觸后分開于相距r/4處，則此時的作用力F’=

F。

F’=2FC例5

如圖所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩個點(diǎn)電荷A、B相距L。求在何處放一個什么性質(zhì)的電荷，才可以使三個電荷都處于平衡狀態(tài)？該電荷的電荷量是多少？AB答案：在AB之間距A為L/3處放一個電量為4q/9的負(fù)電荷方法小結(jié)：（認(rèn)真體會）

三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大

變化：如果A的電量改為-q，結(jié)果又如何？例6庫倫定律作用的空間尺度：原子尺度-日常距離注意：圓周運(yùn)動應(yīng)考慮1.受力情況；2.向心力；3.圓心；4.半徑

氫原子核外電子在原子核的庫侖引力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)電子運(yùn)動的軌道半徑為r，求：電子運(yùn)動的

（1）周期；

（2）動能。F+。+e-e例7庫侖力是力的外延

在光滑的絕緣水平面上固定著A、B、C三個帶電小球，他們的質(zhì)量為m,間距為r，A、B帶正電，電量為q?，F(xiàn)對C施一水平力F的同時，放開三個小球，欲使三個小球在運(yùn)動過程中保持間距r不變，求：（1）C球的電性和電量；（2）水平力F的大小。rABCFBFCF如圖所示豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A，Q正上方的P點(diǎn)用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B，A、B兩質(zhì)點(diǎn)因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成θ角，由于漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸緩慢減小。在電荷漏完之前懸線對懸點(diǎn)P的拉力大?。?/p>

A.保持不變；B.先變大后變??；C.逐漸減??；D.逐漸增大。A例8GTFLhr力的矢量三角形與幾何三角形相似例題3：真空中有三個點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，每個點(diǎn)電荷電荷量都是+2×10-6C,求：Q3所受的庫侖力。解：Q3共受F1和F2兩個力的作用，Q1=Q2=Q3=Q，相互間的距離r都相同,所以=N=0.144N根據(jù)平行四邊形定則，合力是:Q1Q2Q3F2F1