1.2庫倫定律ppt課件.ppt

1 2庫侖定律 1 演示 一 探究影響電荷間相互作用力的因素 實驗裝置 3 實驗過程 實驗方法 控制變量法 2 使小球帶電量一定 比較懸線分別處于P1 P2 P3位置時小球所受作用力的大小 1 使小球處于同一位置 增大或減少小球所帶的電量 比較小球所受作用力的大小 2 實驗結(jié)論 帶電體間的相互作用力 會不會與它們電荷量的乘積成正比 與它們之間距離的二次方成反比 電荷間的作用力隨著電荷量的增大而增大 隨著距離的增大而減小 猜想 以上我們只是定性的研究 真正定量的研究是由法國學(xué)者庫侖完成的 3 二 庫侖的實驗 1 裝置 庫侖扭秤 2 原理 B球不帶電 起平衡作用 3 實驗采取的研究方法 控制變量法 4 1 使A帶正電 取一與A完全相同的帶正電的球C 當(dāng)C靠近A時 兩者作用力使銀絲有一個扭轉(zhuǎn)角 力越大扭轉(zhuǎn)角度越大 2 帶電量不變 改變A C的距離 重復(fù)實驗得 4 實驗過程 電荷均勻分布時 r可等效為兩帶電體中心的距離 5 3 兩球間距離不變 改變A C的電量看扭轉(zhuǎn)程度得 5 結(jié)論 4 實驗過程 三 庫侖定律 真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力 與它們的電荷量的乘積成正比 與它們的距離的二次方成反比 作用力的方向在它們的連線上 1 表述 6 三 庫侖定律 在二者連線上 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 2 表達(dá)式 K叫靜電力常量 k 9 0 109N m2 C2 電荷間相互作用力叫做靜電力或庫侖力 3 方向 4 適用范圍 真空中的點電荷間 7 看成點電荷的條件 帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們自身的大小 點電荷是一個理想化模型 真實中并不存在 點電荷 帶電體的大小 形狀及電荷分布情況對相互作用力的影響可以忽略不計時 可以看為點電荷 8 應(yīng)用庫侖定律需要注意的問題 在理解庫侖定律時 有人根據(jù)公式F k 設(shè)想當(dāng)r 0時得出F 的結(jié)論 請分析這個結(jié)論是否正確 r 0時 帶電體不能被看為點電荷 所以庫侖定律不再成立 r 時 庫侖定律適用 F 0 9 例1 有兩個半徑為r的帶電金屬球中心相距為R 4r 對于它們之間的靜電作用力 A 帶等量同種電荷時大于帶異種電荷時B 帶等量異種電荷時大于帶同種電荷時C 帶等量負(fù)電荷時大于帶等量正電荷時D 大小與帶電性質(zhì)無關(guān) 只取決于電量 L 4r B 10 兩個點電荷間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變 某一個點電荷受到兩個或兩個以上點電荷對的作用力等于各個點電荷對其單獨作用力的矢量和 5 庫侖力的疊加 例3 P8例題2 11 例2 在一條直線上的三點分別放置A B C三個點電荷試求作用在點電荷A上的作用力 解 B對A的作用力 方向向左 C對A的作用力 方向向右 A受到的合力 12 例4 有三個完全相同 大小可以忽略的金屬小球A B C A帶電量7Q B帶電 Q C不帶電 將A B固定起來 然后讓C球反復(fù)與A B接觸 最后移去C球 試問A B間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼亩嗌?解 由于C在A B間反復(fù)接觸 故最終三個球的帶電量必相同 故 13 例5 一個掛在絕緣細(xì)線下端的帶正電的小球B 質(zhì)量為m 帶電量為q 靜止在與豎直方向為30 的位置 若固定的帶點小球A的電荷量為Q A B在同一水平線上 整個裝置處于真空中 求兩球間的距離 14 例6 兩個相同的導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1 3 相距為r時相互作用的庫侖力的大小為F 今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r處 則此時庫侖力的大小可能為 AD 15 例4 如圖 一質(zhì)量為2 10 5kg 帶電量為8 10 7C的小球B 用長為30cm的細(xì)線懸掛在O點 現(xiàn)將另一小球A逐漸移近它 兩球恰好等高 且平衡 此時細(xì)線與豎直方向為37 兩球間距為15cm 試求A球帶電量 16 17 例 一個半徑r1 10cm的帶電圓盤 如果考慮它和d1 10m處某個電子的作用力 就完全可以把它看作 點電荷 一個無限大的帶電平面 而如果這個電子離帶電圓盤只有d2 1mm 那么這一帶電圓盤又相當(dāng)于 點電荷 是指這樣的帶電體 它本身的大小比它到其他帶電體的距離小得多 這樣 在研究它與其他帶電體的相互作用時 可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況 把它抽象成一個幾何點 18 1 關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是 A 真正的點電荷是不存在的 B 點電荷是一種理想模型 C 足夠小的電荷就是點電荷 D 一個帶電體能否看成點電荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計 ABD 19 例4 如圖 真空中有三個同種的點電荷 它們固定在一條直線上 它們的電量均為Q 求B所受靜電力的大小和方向 訓(xùn)練三 q1 q2 q3分別表示在一條直線上的三個點電荷 已知q1與q2之間的距離為L1 q2與q3之間的距離為L2 且每個電荷都處于平衡狀態(tài) 1 如q2為正電荷 則q1為 電荷 q3為 電荷 q1 q2 q3三者電量大小之比是 評注 三個電荷在庫侖力作用下處于平衡態(tài) 則三電荷必在同一直線上 且中間電荷的電性一定與兩邊電荷的電性相反 20 易錯辨析 請你判斷下列表述正確與否 對不正確的 請予以更正 1 只有體積夠小的帶電體才能看成點電荷 大的帶電體不能看成點電荷 2 任何帶電體的帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 3 兩個帶同種電荷的導(dǎo)體球接觸后分開 二者的電荷量平分 4 庫侖定律對于空氣中的點電荷也近似成立 5 任意兩個帶電體間的庫侖力都可以用庫侖定律計算 21 例題 例1 把兩個完全相同的小球接觸后分開 兩球相互排斥 則兩球原來的帶電情況可能是 A B C D 原來的其中一個帶電 兩個小球原來分別帶等量異種電荷 兩個小球原來分別帶同種電荷 兩個小球原來分別帶不等量異種電荷 ACD 22 兩個正電荷q1與q2電量都是3C 靜止于真空中 相距r 2m 1 在它們的連線AB的中點O放入正電荷Q 求Q受的靜電力 2 在O點放入負(fù)電荷Q 求Q受的靜電力 3 在連線上A點的左側(cè)C點放上負(fù)點電荷q3 q3 1C且AC 1m 求q3所受靜電力 7 兩個正電荷q1與q2電量都是3C 靜止于真空中 相距r 2m 1 在它們的連線AB的中點O放入正電荷Q 求Q受的靜電力 2 在O點放入負(fù)電荷Q 求Q受的靜電力 3 在連線上A點的左側(cè)C點放上負(fù)點電荷q3 q3 1C且AC 1m 求q3所受靜電力 23 8 兩個分別用長是13cm的絕緣細(xì)線懸掛于同一點的相同球形導(dǎo)體 帶有同種等量電荷 可視為點電荷 由于靜電斥力 它們之間的距離為10cm 已知每個球形導(dǎo)體的質(zhì)量是0 6g 求 他們所帶的電荷量 F mg T 24 2 三者的大小之比是 9 如圖所示 分別表示在一條直線上的三個點電荷 已知之間的距離為 之間的距離為 且每個電荷都處于平衡狀態(tài) 1 如果為正電荷 則為電荷 為荷 負(fù) 負(fù) 25 如圖 A B兩個相同的小球 半徑為r 2cm 球心相距d 10cm QA 2 10 6C QB 10 6C 他們之間的庫侖力F 思考下面解法對嗎 如若d 100cm F 若把兩球接觸后再放至100cm的地方 F 26 如圖所示 真空中兩個相同的小球帶有等量同種電荷 質(zhì)量均為0 1g 分別用10cm長的絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的同一點 當(dāng)平衡時B球偏離豎直方向600 A球豎直懸掛且與墻壁接觸 求 1 每個小球的帶電量 2 墻壁受到的壓力 3 每條細(xì)線的拉力 27 兩個點電荷QA 4Q QB Q 均固定 他們相距r 若一電荷q放于何處才能平衡 若改為QA 4Q QB Q 均固定 他們相距r 若一電荷q放于何處才能平衡 若把1中的q改為 2q呢 28