高中物理 1.2 库仑定律课件 新人教版选修31.ppt

第二节静电力库仑定律 我们知道同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 那么电荷间的相互作用力与什么哪些因数有关呢 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律 定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑 库仑做了大量实验 于1785年得出了库仑定律 内容 真空中两个点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 一 库仑定律 电荷间相互作用的力f叫做静电力或库仑力 2 大小 k 9 0 109n m2 c2 其中k 静电力常量 3 方向 4 适用条件 真空 空气中近似成立 点电荷 计算时 若电荷是负电荷只需它的绝对值代入 在两电荷的连线上 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 二 点电荷 有电量 没大小的点 1 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一几何点 并称它为点电荷 2 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型 3 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 三 静电力与万有引力的比较 相同点 公式形式相同 应用时都有条件都是不接触力 且与距离的二次方成反比 不同点 万有引力只是相互吸引 而静电力可以是引力 也可以是斥力 在求静电力时 万有引力可以忽略 两个带电小球 质量都是 带电荷量都是 相隔较远 以至于两个小球可看作点荷 试求它们之间的静电力与万有引力之比 5 4 105 课堂训练 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 a 真正的点电荷是不存在的 b 点电荷是一种理想模型 c 足够小的电荷就是点电荷 d 一个带电体能否看成点电荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 abd 2有两个半径为r的带电金属球中心相距为l l 4r 对于它们之间的静电作用力 设每次各球带电量绝对值相同 a 带同种电荷时大于带异种电荷时b 带异种电荷时大于带同种电荷时c 带等量负电荷时大于带等量正电荷时d 大小与带电性质无关 只取决于电量 q q l 4r b 解题提醒 点电荷 物理模型 即如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷 库仑定律的适用是什么条件 3 如图所示 用两根等长的细线各悬疑个小球 并挂于同一点 已知它们质量相同 当它们带上同种电荷时 相距r而平衡 若将它们电量都减小一半 待它们重新平衡后 两球间的距离将 a 大于r 2b 等于r 2c 小于r 2d 不能确定 a 4 如图a b c三点位一直角三角形的三个顶点 角b为30度 现在a b两点放置电荷qa qb 测得在c点处正点电荷受静电力方向与ab平行向左 则a带 电 qa qb 负 含库仑力的共点力的平衡 分析方法与力学相同 1 确定对象 2 受力分析 3 合成或正交分解 4 运用平衡条件 5 如图a b两个点电荷 相距为r a带有9q的正电荷 b带有4q的正电荷 1 如果a和b固定 应如何放置第三个点电荷c 才能使此电荷处于平衡状态 此时对c的电性及电量q有无要求 2 如果a和b是自由的 又应如何放置第三个点电荷 使系统处于平衡状态 此时对第三个点电荷c的电量q的大小及电性有无要求 a b 9q 4q 答案 应放在 的连线上距离 右侧 处 电荷正负都可以 电量大小任意 应放在 的连线上距离 右侧 处 电荷 必须是负 电荷 如果a和b是自由的 而 电荷变为负 又应如何放置第三个点电荷 使系统处于平衡状态 此时对第三个点电荷c的电量q的大小及电性有无要求 9q 4q a b 应放在 连线上距离 右侧 处 电荷 应带正 6 如图 质量均为m的三个带电小球a b c 放置在光滑的绝缘水平面上 彼此相隔的距离为l l比球半径r大的多 b球带电量为qb 3q a球带电量为qa 6q 若在c上加一水平向右的恒力f 要使a b c三球始终保持l的间距运动 求 1 f的大小 2 c球所带电量为多少 带何种电荷 运用牛顿第二定律结合运动学公式求解 c带正电 电量为6q f 27kq