選修3-1第一章第二節(jié)《庫侖定律》

知識回顧：1、自然界中存在著兩種電荷，即：

與

。正電荷負電荷2、同種電荷相互

異種電荷相互

排斥吸引3、起電方法：

起電、

起電、

起電

摩擦感應(yīng)接觸4、電荷守恒定律1.摩擦起電實質(zhì)：使電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。近端感應(yīng)異種電荷，遠端感應(yīng)同種電荷實質(zhì)：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。2.感應(yīng)起電3.接觸起電電荷均分原理實質(zhì):電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。條件:兩個物體形狀和大小完全相同同種電荷相互排、斥異種電荷相互吸引既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？1、可能跟電荷電量有關(guān)2、可能與兩個電荷間的距離有關(guān)實驗表明：電荷之間的作用力1）隨電荷量的增大而增大2）隨距離的增大而減少電荷間相互作用力叫做靜電力或庫侖力.歷史回顧片段二：1772年，英國物理學家卡文笛許遵循普利斯特利的思想以實驗驗證了電力平方反比定律

“辛路”歷程1.F與r有關(guān)

庫侖的實驗研究方法：控制變量法保持兩球上的電量不變，改變兩球之間距離實驗中庫侖得出靜電力與距離的平方成反比即F∝1/r22.F與q有關(guān)

保持兩球間距離不變，改變兩球帶電量庫侖得出靜電力與電量乘積成正比即F∝q1q2研究儀器：庫侖扭秤庫侖扭秤實驗細銀絲平衡小球帶電小球帶電小球平面鏡偉大之處：兩次放大微小力1、器材組成：細銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B2、實驗原理：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對應(yīng)關(guān)系一、庫侖的實驗——庫倫扭秤3、實驗方法：控制變量法4、實驗步驟：探究F與r的關(guān)系：1）把另一個帶電小球C插入容器并使它靠近A時，記錄扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力大小2)改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出F與r的關(guān)系探究F與q的關(guān)系：改變A和C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度便可找出F與q1q2的關(guān)系實驗結(jié)論：庫侖定律當電量不變時，F(xiàn)與距離r的二次方成反比F∝1/r2當之間距離不變時，F(xiàn)與q1、q2的乘積成正比F∝q1q21、內(nèi)容：真空中兩個靜止的點電荷的相互作用力跟它們所帶電量的乘積成正比，跟它們之間距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2、表達式：k叫靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2二、庫侖定律3、注意：1）計算時q1、q2只代入大小“+”、“-”號不要代入2）庫侖定律只能計算力的大小，方向在其連線上，還需進一步通過同種電荷排斥，異種電荷吸引來確定3)求兩個以上的點電荷間的相互作用力時，遵循單獨疊加原則力的作用有相互性，q1、q2可不等，F(xiàn)必相等庫侖力的方向：在它們的連線上。同種電荷異種電荷4、適用范圍：真空、靜止、點電荷想一想：通過與質(zhì)點相類比，什么樣的情況下可以將帶電體看成是點電荷呢？5、點電荷：1）點電荷：當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小、分布對它們之間的作用力可以忽略不計時這樣的帶電體就可以看成點電荷2）點電荷：是一種理想化的模型點電荷帶電體有時可以看做點電荷物體有時可以看作質(zhì)點就像帶電體的形狀和大小對相互作用力的大小可以忽略，那么帶電體可以看作一個點，稱為點電荷。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于____________________.

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忽略不計ABD體積和帶電量都很小的帶電體就可以看成點電荷根據(jù)可知，當r∞時，F(xiàn)0根據(jù)可知，當r0時，F(xiàn)∞××√氫原子中，原子核只有1個質(zhì)子,核外只有1個電子,它們之間距離r=5.3×10-11m求氫原子核與電子之間的庫侖力F電及它們之間的萬有引力F引？(質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10-27kg電子的質(zhì)量為9.1×10-31kg）

微觀粒子間的萬有引力遠小于庫侖力，因此在研究微觀帶電粒子的相互作用時，可以把萬有引力忽略。++++++ABθ

用絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球B,放置在電荷量為+Q的小球A附近.A、B兩球在同一水平面上相距S,絲線與豎直方向夾角θ=37o,A、B兩帶電球可看成點電荷。1)絲線拉力2)A、B兩球之間的靜電力3)B球所帶電荷的性質(zhì)4)B球的電荷量的大小真空中有三個點電荷,它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上,每個點電荷都是,求它們的庫侖力？q1q2q3F1F30°F2+Q+Qr+++++++Q-Qr---+++在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電荷量為+Q，B帶電荷量為-9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)。則C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電荷，電荷量為多少？AB三個點電荷平衡規(guī)律:共線，同夾異，大夾小，近小遠大庫侖定律與萬有引力定律的比較：定律公式公式適用范圍共同點不同點影響大小的因素庫侖定律與兩個物體質(zhì)量有關(guān)，只有引力。①都與距離的平方成反比。②都有一個常數(shù)。萬有引力定律點電荷質(zhì)點與兩個物體電量有關(guān)，有引力，也有斥力。Q1、Q2、rM、m、r三個相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電而a和b帶等量異種電荷，相隔一定距離放置a、b之間的靜電力為F?，F(xiàn)將c球分別與a、b接觸后拿開，則a、b之間的靜電力將變?yōu)?/p>

A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8

√設(shè)星球帶負電，一電子粉塵懸浮在距星球表面1000km的地方，又若將同增的電子粉塵帶到距星球表面2000km的地方相對于該星球無初速釋放，則此電子粉塵A.向星球下落B.仍在原處懸浮C.推向太空D.無法判斷一個定律：庫侖定律一個模型：理想化模型一個公式：一種物理實驗方法：控制變量法一種物理研究進程：定性研究定量研究

小結(jié)F1abc+-F2F3F4+三個完全相同斬金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上.a和c帶正電,b帶負電,a所帶電荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示,它應(yīng)是光滑絕緣水平面上帶電小球A、B質(zhì)量分別為m1=2g，m1=1g，它們的電荷量相等，q1=q2=10-7C。A球帶正電，B球帶負電?，F(xiàn)在水平恒力F1向右作用于A球這時A、B一起向右運動，且保持距離d=0.1m不變。試問：F1多大？它們?nèi)绾芜\動？F1AB兩小球用等長的絕緣細線懸掛于同一點O，兩小球因帶同號電荷而使球b懸線豎直地靠在墻上，a球被推開一定角度而平衡。今令其失去部分電量，結(jié)果θ角變小后又重新平衡則關(guān)于懸線對a球的拉力大小變化情況為A.一定增大B.一定減小C.一定不變D.無法確定θbaOC在豎直放置的半徑為R的光滑半圓形絕緣細管的圓心O處放一點電荷。現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從半圓的水平直徑端點A靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力，則置于圓心處的點電荷帶什么電？電量大小為多少？OAB在北方的冬天，如果天氣干燥，我們會聽到“噼啪”聲，還會看到電火花；當我們用手去拉車門或把手時也會有觸電的感覺，這種現(xiàn)象我們叫靜電現(xiàn)象．閱讀教材并回答靜電現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的防雷知識措施

“你們知道嗎，男孩遭雷擊概率超過女孩?！狈览讓＜掖苏Z一出，臺下的孩子們?nèi)紡埓罅俗彀?，女孩們一聽全樂了，男孩子則不服氣地問為什么這么說。專家解釋說，人體都有靜電場，靜電場所產(chǎn)生的電壓越高，越容易遭到雷擊，男孩和女孩生理結(jié)構(gòu)存在不同，導致其靜電壓存在一定差異，一般來說男孩靜電壓1000，高于女孩的800，因此男孩遭雷擊概率超過女孩。庫侖定律與力學綜合例：真空中A、B兩個點電荷相距L，質(zhì)量分別為m和2m，它們由靜止開始運動（不計重力及其它作用力），開始時A的加速度大小為a，經(jīng)過一段時間B的加速度大小也為a，那么此時A、B兩點電荷間的距離為

？含庫侖力的共點力的平衡

分析方法與力學相同(1)確定對象(2)受力分析(3)合成或正交分解(4)運用平衡條件1、如圖A、B兩個點電荷，相距為r，A帶有9Q的正電荷，B帶有4Q的正電荷（1）如果A和B固定，應(yīng)如何放置第三個點電荷C，才能使此電荷C處于平衡狀態(tài)？此時對C的電性及電量q有無要求？答案:（１）應(yīng)放在ＡＢ的連線上距離Ａ右側(cè)３ｒ／５處，Ｃ電荷正負都可以，電量大小任意）++9Q4Q（2）如果A和B是自由的，又應(yīng)如何放置第三個點電荷，使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)？此時對第三個點電荷C的電量q的大小及電性有無要求？++9Q4Q-QC

（２）應(yīng)放在ＡＢ的連線上距離Ａ右側(cè)３ｒ／５處，電荷Ｃ必須是負３６Ｑ／２５電荷動動手：（３）如果A和B是自由的，而Ｂ電荷變?yōu)樨摚矗?，又?yīng)如何放置第三個點電荷，使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)？此時對第三個點電荷C的電量q的大小及電性有無要求？+－9Q－4Q＋QCAB

（３）應(yīng)放在ＡＢ連線上距離Ｂ右側(cè)２ｒ處，電荷Ｃ應(yīng)帶正３６Ｑ6、如圖，質(zhì)量均為m的三個帶電小球A、B、C，放置在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L，（L比球半徑r大的多），B球帶電量為QB=-3q，A球帶電量為QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始終保持L的間距運動，求（1）F的大??？（2）C球所帶電量為多少？帶何種電荷？ACB+-F6q-3qQC+運用牛頓第二定律結(jié)合運動