《探究靜電力》參考課件

第一章電場

第二節(jié)探究靜電力

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欄目鏈接1．了解點(diǎn)電荷的概念．2．理解庫侖定律，知道靜電力常量．3．會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．

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欄目鏈接1.庫侖通過定量的實(shí)驗(yàn)研究，在1785年發(fā)現(xiàn)下述規(guī)律：在真空中兩個(gè)________之間的作用力，跟它們的______的乘積成________，跟它們間的________的二次方成反比．作用力的方向在它們的連線上．電荷之間的這種作用力稱________，又叫做________．

2．中學(xué)階段庫侖定律的適用條件是______中的______．點(diǎn)電荷電荷量正比距離靜電力庫侖力真空點(diǎn)電荷

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欄目鏈接考點(diǎn)一點(diǎn)電荷的理解1．點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際并不存在．

2．帶電體視為點(diǎn)電荷的條件：當(dāng)帶電體的大小比起它到其他帶電體的距離小得多時(shí)，以致帶電體的形狀和電荷在它上表面的分布可以忽略不計(jì)時(shí)，此時(shí)帶電體可視為點(diǎn)電荷．

3．一個(gè)帶電體能否視為點(diǎn)電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀來確定．

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欄目鏈接例1關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是(

)A．只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B．體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C．當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷D．一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷

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解析：本題考查點(diǎn)電荷這一理想模型．能否把一個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷，關(guān)鍵在于我們分析時(shí)是否考慮它的體積大小和形狀．能否把一個(gè)帶電體看作點(diǎn)電荷，不能以它的體積大小而論，應(yīng)該根據(jù)具體情況而定，若它的體積大小和形狀可不予考慮，則可以將其看成點(diǎn)電荷．答案：C

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欄目鏈接考點(diǎn)二庫侖定律1．內(nèi)容：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，跟它們間的距離的二次方成反比．作用力的方向在它們的連線上．

2．公式：用q1、q2表示兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，用r表示它們之間的距離，F(xiàn)表示它們之間的靜電力，則F＝k，其中靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2.

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欄目鏈接3．適用條件：①真空；②點(diǎn)電荷．這兩個(gè)條件都是理想化的，在空氣中也近似成立．有人根據(jù)公式F＝k，設(shè)想當(dāng)r→0時(shí)，得出F→∞的結(jié)論．從數(shù)學(xué)角度這是必然的結(jié)論，但從物理的角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的，其原因是，當(dāng)r→0時(shí)，兩電荷已失去了點(diǎn)電荷的前提條件，何況實(shí)際的電荷都有一定的大小和形狀，根本不會出現(xiàn)r＝0的情況，也就是說，在r→0時(shí)不能再用庫侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用力．

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欄目鏈接4．靜電力的大小和方向．

(1)大小的計(jì)算：利用庫侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正負(fù)號代入公式，只代入q1、q2的數(shù)值．

(2)方向：利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來判斷．

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欄目鏈接5.庫侖定律與萬有引力定律的比較.萬有引力定律庫侖定律不同點(diǎn)只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀帶電粒子間表現(xiàn)明顯都是場力萬有引力場電場公式F＝GF＝k條件兩質(zhì)點(diǎn)之間兩點(diǎn)電荷之間

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例2真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q和q，它們之間的庫侖力為F，下面哪些做法可以使它們之間的庫侖力變?yōu)?.5F(

)A．使Q的電荷量變?yōu)?Q，使q的電荷量變?yōu)?q，同時(shí)使它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍

B．使每個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?.5倍，使它們之間的距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍

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欄目鏈接C．使其中一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，使它們之間的距離也變?yōu)樵瓉淼?.5倍

D．保持電荷量不變，使它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼谋?/p>

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解析：根據(jù)庫侖定律F＝k

，設(shè)原來兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離為r，則原來兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為F＝k.當(dāng)電荷量或者距離改變，根據(jù)庫侖定律得：對選項(xiàng)A有：F＝，符合要求；

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欄目鏈接對選項(xiàng)B有：F＝，不符合要求；對選項(xiàng)C有：，不符合要求；對選項(xiàng)D有：，不符合要求．答案：A

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欄目鏈接練習(xí)1．兩個(gè)相同的金屬小球，其電荷量之比為1∶7，相距較遠(yuǎn)，且表現(xiàn)為引力，兩者相互接觸后再放回原來的位置，則它們之間的庫侖力為原來的(

)A.

B.C.D.

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解析：兩個(gè)小球相互吸引，帶異種電荷，作用力為F1＝；相接觸后，先中和后平分，作用力F2＝，故F2∶F1＝9∶7，選項(xiàng)C正確．答案：C

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欄目鏈接練習(xí)2．設(shè)有一帶電荷量為q的金屬圓環(huán)，圓環(huán)的半徑為R，如果在圓環(huán)的圓心上放置一個(gè)帶電荷量為Q的點(diǎn)電荷，則Q受到圓環(huán)的作用力為(

)A．0B．

C．D．無法確定

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解析：由于帶電圓環(huán)的對稱性，圓環(huán)上各點(diǎn)的電荷與其關(guān)于圓心對稱的點(diǎn)的電荷對點(diǎn)電荷Q的作用力大小相等，方向相反，故Q受到圓環(huán)的作用力為零．答案：A

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例3兩個(gè)電荷量分別為Q和4Q的負(fù)電荷a、b，在真空中相距為L，如果引入另一個(gè)點(diǎn)電荷c，正好能使這三個(gè)點(diǎn)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試確定電荷c的位置、電性及電荷量．

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解析：由于a、b點(diǎn)電荷同為負(fù)電荷，可知點(diǎn)電荷c應(yīng)放在a、b之間的連線上，而c受到a、b對它的庫侖力的合力為零，依題意作圖，設(shè)點(diǎn)電荷c、a相距為x，則b與c相距為(L－x)，c的電荷量為qc.

對電荷c，其所受的庫侖力的合力為零，即：

Fac＝Fbc，根據(jù)庫侖定律有：，解得：x1＝，x2＝－L.

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由于a、b點(diǎn)電荷同為負(fù)電荷，只有當(dāng)點(diǎn)電荷c處于a、b之間時(shí)，其所受庫侖力才能方向相反、合力為零，因此只有x＝.

三個(gè)點(diǎn)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，即a、b點(diǎn)電荷所受的靜電力的合力均為零，對a來說，b對它的作用力是向左的斥力，判斷點(diǎn)電荷c的電性一定為正．根據(jù)Fac＝Fab得：.即：qc＝.

答案：見解析

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