选修31第1章12静电力库仑定律

第2节静电力库仑定律1．知道点电荷的概念，了解理想化模型，领会理想化方法在科学研讨中的作用．2．了解库仑定律的内容及公式并阐明库仑定律描画的客观规律和适用条件．3．经过静电力和万有引力的对比，领会自然规律的多样性和一致性．了解类比法，领会类比法在物理开展中的作用.电荷电荷量二者之间的间隔线度间隔正比反比它们的连线相斥相吸9.0×109静电力常量间隔平方反比点电荷矢量和四、静电力与万有引力的比较定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律①都与成反比②都有一个常量与两个物体

有关，只有引力，适用于

m1、m2、r库仑定律与两个物体

有关，有引力，也有斥力，适用于真空中

Q1、Q2、r间隔的平方质量质点电荷量点电荷温馨提示对于微观粒子，相互之间的静电力远大于万有引力，因此，在讨论电子这类微观粒子的相互作用时，万有引力可以忽略不计.3．点电荷只具有相对意义点电荷是一个相对的概念，一个带电体能否看做点电荷，是相对于详细问题而言的，不能单凭其大小和外形确定．例如：一个半径10cm的带电圆盘，假设思索它和10m处某个电子的作用力，就完全可以把它看做点电荷；而假设这个电子离圆盘只需1mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面．另外，带电体的线度比相关的间隔小多少时才干看做点电荷，还与问题所要求的精度有关．从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷．二、对库仑定律的了解1．适用范围：适用于真空中两个点电荷间的相互作用．(1)在空气中库仑定律也近似成立．(2)对于不能看成点电荷的带电体不能直接运用库仑定律求解，但我们可以用一组点电荷来替代实践的带电体，从而完成问题的求解．(3)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算，此时，r应指两球体的球心距．2．当多个带电体同时存在时，每一对带电体间的库仑力仍遵守库仑定律．某一带电体同时受多个库仑力作用时，可利用力的平行四边形定那么求出其合力．3．库仑定律中的常量k，只需在采用国际单位制单位时，它的值才是9.0×109N·m2/C2.4．库仑定律阐明，库仑力与万有引力非常类似，都与间隔的平方成反比．对于某些问题可利用这一类似性，借助于类比的方法求解．5．库仑力具有力的共性，它与学过的重力、弹力、摩擦力一样．具有力的一切性质，它是矢量，合成、分解时遵照平行四边形定那么，能与其他的力合成，能使物体发生形变，能使物体产生加速度．例如：如图1－2－1甲所示，一个半径为R的圆环均匀带电，ab为一段极小的缺口，缺口长为L(L≪R)，圆环带的电荷量为QL(正电荷)，在圆心处放置一带电荷量为q的负点电荷，试求负点电荷遭到的库仑力．如图1－2－1乙所示，在环上任取对称的两点(或两小段)P、Q，P对O点处的负电荷产生吸引力FP，同样Q对O点处的负电荷产生吸引力FQ，这两个力大小一样，方向相反，合力为零．同理还可取P′、Q′等等相互对称的点，都具有一样的结论．而圆环正是由无数这样的点组成的，不难发现，在这样的圆环中心处的点电荷受力为零．2．库仑定律与力学综合运用库仑力也称为静电力，它具有力的共性．它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵照平行四边形定那么，可以与其他的力平衡，使物体发生形变，产生加速度．分析问题的思绪与方法完全是力学问题的思绪与方法．即：电学问题、力学方法(1)库仑力作用下的平衡问题①分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，与力学问题一样，详细方法是：a.确定研讨对象；b.受力分析；c.列出平衡方程；d.联立求解．(2)库仑力作用下的非平衡问题跟力学问题的处置方法一样，明确研讨对象，分析运动过程，再分析包括库仑力在内的一切力，再根据牛顿运动定律或者动能定理列方程，并灵敏选用整体法和隔离法分析问题．【典例1】有三个完全一样的金属球A、B、C，A球带的电荷量为7Q，B球带的电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，那么A、B球间的作用力变为原来的多少倍？【变式1】上题中假设把A、B两球固定，然后让C反复与A、B两球接触，最后移去C球，A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍？答案8.0×10－21N方向平行于AB向左借题发扬当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律．某一带电体同时遭到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定那么求出其合力．这就是库仑力的叠加原理．【变式2】如图1－2－4所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB.QA＝＋Q，QB＝－Q，求在顶点C处的点电荷＋QC所受的静电力．答案2d【变式3】两个带有同种电荷的小球A、B，放在光滑绝缘程度面上，其中小球A固定，小球B只在库仑力作用下由静止开场沿程度面运动，在运动过程中，小球B的加速度a和速度v的变化是()．A．a不断在增大 B．a不断在减小C．v不断在增大 D．v不断在减小库仑