1.2庫(kù)倫定律ppt課件.ppt

1 2庫(kù)侖定律 1 演示 一 探究影響電荷間相互作用力的因素 實(shí)驗(yàn)裝置 3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)論 帶電體間的相互作用力 會(huì)不會(huì)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(guó)學(xué)者庫(kù)侖完成的 3 二 庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn) 1 裝置 庫(kù)侖扭秤 2 原理 B球不帶電 起平衡作用 3 實(shí)驗(yàn)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(shí) 兩者作用力使銀絲有一個(gè)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(shí)驗(yàn)得 4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 電荷均勻分布時(shí) 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(shí)驗(yàn)過(guò)程 三 庫(kù)侖定律 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)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(kù)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(kù)侖力 3 方向 4 適用范圍 真空中的點(diǎn)電荷間 7 看成點(diǎn)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(diǎn)電荷是一個(gè)理想化模型 真實(shí)中并不存在 點(diǎn)電荷 帶電體的大小 形狀及電荷分布情況對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí) 可以看為點(diǎn)電荷 8 應(yīng)用庫(kù)侖定律需要注意的問(wèn)題 在理解庫(kù)侖定律時(shí) 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 請(qǐng)分析這個(gè)結(jié)論是否正確 r 0時(shí) 帶電體不能被看為點(diǎn)電荷 所以庫(kù)侖定律不再成立 r 時(shí) 庫(kù)侖定律適用 F 0 9 例1 有兩個(gè)半徑為r的帶電金屬球中心相距為R 4r 對(duì)于它們之間的靜電作用力 A 帶等量同種電荷時(shí)大于帶異種電荷時(shí)B 帶等量異種電荷時(shí)大于帶同種電荷時(shí)C 帶等量負(fù)電荷時(shí)大于帶等量正電荷時(shí)D 大小與帶電性質(zhì)無(wú)關(guān) 只取決于電量 L 4r B 10 兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變 某一個(gè)點(diǎn)電荷受到兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)的作用力等于各個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)其單獨(dú)作用力的矢量和 5 庫(kù)侖力的疊加 例3 P8例題2 11 例2 在一條直線上的三點(diǎn)分別放置A B C三個(gè)點(diǎn)電荷試求作用在點(diǎn)電荷A上的作用力 解 B對(duì)A的作用力 方向向左 C對(duì)A的作用力 方向向右 A受到的合力 12 例4 有三個(gè)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(lái) 然后讓C球反復(fù)與A B接觸 最后移去C球 試問(wèn)A B間的庫(kù)侖力變?yōu)樵瓉?lái)的多少 解 由于C在A B間反復(fù)接觸 故最終三個(gè)球的帶電量必相同 故 13 例5 一個(gè)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?yàn)?0 的位置 若固定的帶點(diǎn)小球A的電荷量為Q A B在同一水平線上 整個(gè)裝置處于真空中 求兩球間的距離 14 例6 兩個(gè)相同的導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1 3 相距為r時(shí)相互作用的庫(kù)侖力的大小為F 今使兩小球接觸后再分開(kāi)放到相距為2r處 則此時(shí)庫(kù)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(zhǎng)為30cm的細(xì)線懸掛在O點(diǎn) 現(xiàn)將另一小球A逐漸移近它 兩球恰好等高 且平衡 此時(shí)細(xì)線與豎直方向?yàn)?7 兩球間距為15cm 試求A球帶電量 16 17 例 一個(gè)半徑r1 10cm的帶電圓盤(pán) 如果考慮它和d1 10m處某個(gè)電子的作用力 就完全可以把它看作 點(diǎn)電荷 一個(gè)無(wú)限大的帶電平面 而如果這個(gè)電子離帶電圓盤(pán)只有d2 1mm 那么這一帶電圓盤(pán)又相當(dāng)于 點(diǎn)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(shí) 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(gè)幾何點(diǎn) 18 1 關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說(shuō)法中正確的是 A 真正的點(diǎn)電荷是不存在的 B 點(diǎn)電荷是一種理想模型 C 足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷 D 一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì) ABD 19 例4 如圖 真空中有三個(gè)同種的點(diǎn)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(gè)點(diǎn)電荷 已知q1與q2之間的距離為L(zhǎng)1 q2與q3之間的距離為L(zhǎng)2 且每個(gè)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(píng)注 三個(gè)電荷在庫(kù)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(cuò)辨析 請(qǐng)你判斷下列表述正確與否 對(duì)不正確的 請(qǐng)予以更正 1 只有體積夠小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷 大的帶電體不能看成點(diǎn)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(gè)帶同種電荷的導(dǎo)體球接觸后分開(kāi) 二者的電荷量平分 4 庫(kù)侖定律對(duì)于空氣中的點(diǎn)電荷也近似成立 5 任意兩個(gè)帶電體間的庫(kù)侖力都可以用庫(kù)侖定律計(jì)算 21 例題 例1 把兩個(gè)完全相同的小球接觸后分開(kāi) 兩球相互排斥 則兩球原來(lái)的帶電情況可能是 A B C D 原來(lái)的其中一個(gè)帶電 兩個(gè)小球原來(lái)分別帶等量異種電荷 兩個(gè)小球原來(lái)分別帶同種電荷 兩個(gè)小球原來(lái)分別帶不等量異種電荷 ACD 22 兩個(gè)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(diǎn)O放入正電荷Q 求Q受的靜電力 2 在O點(diǎn)放入負(fù)電荷Q 求Q受的靜電力 3 在連線上A點(diǎn)的左側(cè)C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3 q3 1C且AC 1m 求q3所受靜電力 7 兩個(gè)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(diǎn)O放入正電荷Q 求Q受的靜電力 2 在O點(diǎn)放入負(fù)電荷Q 求Q受的靜電力 3 在連線上A點(diǎn)的左側(cè)C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3 q3 1C且AC 1m 求q3所受靜電力 23 8 兩個(gè)分別用長(zhǎng)是13cm的絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)的相同球形導(dǎo)體 帶有同種等量電荷 可視為點(diǎn)電荷 由于靜電斥力 它們之間的距離為10cm 已知每個(gè)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(gè)點(diǎn)電荷 已知之間的距離為 之間的距離為 且每個(gè)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(gè)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(kù)侖力F 思考下面解法對(duì)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(gè)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(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于絕緣天花板的同一點(diǎn) 當(dāng)平衡時(shí)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(gè)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(gè)點(diǎn)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