第一章靜電場(chǎng)第二節(jié)探究靜電力課件

第一章靜電場(chǎng)第二節(jié)探究靜電力第一章靜電場(chǎng)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(cè)量工具當(dāng)時(shí)沒有量度電荷的單位，也無法確定電荷的電量一、人類對(duì)“電力”研究的歷程

科學(xué)家的推測(cè):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(shí)驗(yàn)總結(jié)出靜電力規(guī)律規(guī)律:

庫倫定律——使人類對(duì)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(duì)電的認(rèn)識(shí)僅處定性階段定量研究“電力”的困難:帶電體上電荷分布難以確定一、人類對(duì)1.r一定時(shí)，F(xiàn)與電荷量q的關(guān)系：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3.電荷量q不變時(shí)，F(xiàn)與r的關(guān)系：Q減小時(shí)，F(xiàn)減小q減小時(shí)，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(shí)驗(yàn)探究：影響電荷間相互作用力的因素2.r一定時(shí)，F(xiàn)與電荷量Q的關(guān)系：1.r一定時(shí)，F(xiàn)與電荷量q的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3.電荷二、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(duì)帶電體間的相互作用的影響可以忽略不計(jì)，這樣的帶電體就可以看作點(diǎn)電荷理想化的方法：二、點(diǎn)電荷——理想化（帶電）模型如果帶電體間的距離比在真空中兩個(gè)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(gè)帶單位電量1C的點(diǎn)電荷在真空中相距單位距離1m時(shí),相互間的靜電力為9.0×109N.在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，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(shí)，電荷間的靜電力F趨于無窮大。你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)對(duì)嗎？

當(dāng)r趨于零時(shí)，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。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A、B球距距離比扭秤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角比36個(gè)刻度136o118個(gè)刻度1/2144o48.5個(gè)刻度1/4575.5o16四、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)（1）構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)原理（過程）：（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：完成于1785年庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)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(cè)扭角）；2.采用對(duì)稱原理等分電量解決了當(dāng)時(shí)電量無法測(cè)量的難題。A、B球距距離比扭秤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角比36個(gè)刻度136o118個(gè)刻度(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(shí)，對(duì)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(hào)運(yùn)算：先代入電量的絕對(duì)值計(jì)算出力的大小，然后再根據(jù)兩個(gè)作用電荷的電性判斷作用力的方向；（2）帶符號(hào)運(yùn)算：代入電量的正、負(fù)值后，當(dāng)求出的力F為正值時(shí)即為斥力；當(dāng)求出的力F為負(fù)值時(shí)即為引力；

說明：（建議采用不帶符號(hào)運(yùn)算的方法）2.研究帶電體在電場(chǎng)中受力或運(yùn)動(dòng)時(shí)何時(shí)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(chǎng)力或其它力時(shí)）例題1(P7)（比較靜電力和萬有引力）5、庫侖定律的應(yīng)用1.利用庫例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(shí)際距離增大；由于異種電荷相互吸引，實(shí)際距離減小。例2

ACD:真空中的電荷若不是點(diǎn)電荷，由于同種電荷相互例題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(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)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”處理多電荷之間例4變與不變1、帶電量分別為+4q和-2q的兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B相距r時(shí)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(shí)的作用力F’=

F。

F’=2FC例4變與不變1、帶電量分別為+4q和-2q的兩個(gè)完全相例5

如圖所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B相距L。求在何處放一個(gè)什么性質(zhì)的電荷，才可以使三個(gè)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(gè)電量為4q/9的負(fù)電荷方法小結(jié)：（認(rèn)真體會(huì)）

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5如圖所示，帶電荷量分別為＋q和＋4q的兩個(gè)點(diǎn)電例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(dòng)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(dòng)，設(shè)電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，求：電子運(yùn)動(dòng)的

（1）周期；

（2）動(dòng)能。F+。+e-e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(gè)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(duì)C施一水平力F的同時(shí)，放開三個(gè)小球，欲使三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)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例7庫侖力是力的外延在光滑的絕緣水平面上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?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?，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(duì)懸點(diǎn)P的拉力大?。?/p>

A.保持不變；B.先變大后變??；C.逐漸減?。籇.逐漸增大。A例8GTFLhr力的矢量三角形與幾何三角形相似如圖所示豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A例題3：真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)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(gè)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:Q1Q2Q3F2F1F合力的方向沿Q1與Q2連線的垂直平分線向外