庫侖定律課件高二上學(xué)期物理人教版

庫侖定律高二主講老師：點(diǎn)電荷的概念1庫侖定律的內(nèi)容2庫侖定律的應(yīng)用2【模塊一】點(diǎn)電荷的應(yīng)用點(diǎn)電荷質(zhì)點(diǎn)：只有q，沒有大小形狀帶電的①形狀、大小、電荷分布可以忽略②均勻帶電的球體或球殼++++++++++++

注意：一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不能單憑其形狀和大小確定。對(duì)點(diǎn)電荷的理解點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在.帶電體能否看成點(diǎn)電荷視具體問題而定。如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多，則帶電體的大小及形狀就可以忽略，此時(shí)帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。例1(單選)下列對(duì)點(diǎn)電荷的理解正確的是A.體積很大的帶電體都不能看作點(diǎn)電荷B.只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷C.只要是球形帶電體，無論球多大，都能看作點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體都能看作點(diǎn)電荷解析帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由所研究問題的性質(zhì)決定的，與自身大小、形狀無直接關(guān)系，故A、B、C錯(cuò)誤；當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體均可看作點(diǎn)電荷，故D正確.例2（單選）物理學(xué)引入“點(diǎn)電荷”概念，從科學(xué)方法上來說屬于A.觀察實(shí)驗(yàn)的方法 B.控制變量的方法C.等效替代的方法 D.建立物理模型的方法解析D點(diǎn)電荷是為了研究物理問題方便而引入的物理模型，是由實(shí)際物體抽象所得，D正確.例3.關(guān)于元電荷和點(diǎn)電荷的說法正確的是A.元電荷就是點(diǎn)電荷B.質(zhì)子就是元電荷C.點(diǎn)電荷一定是電荷量很小的電荷D.兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理解析元電荷是最小的電荷量，而點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，二者不是同一物理概念，故A錯(cuò)誤；元電荷是最小的電荷量，不是質(zhì)子，故B錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷是將帶電物體簡化為一個(gè)帶電的點(diǎn)，帶電體能不能看作點(diǎn)電荷，不是看帶電體的體積大小和電荷量大小，而是看帶電體的大小相對(duì)于帶電體間的距離能不能忽略不計(jì)，即兩個(gè)帶電體的大小和形狀對(duì)它們之間相互作用力的影響能不能忽略不計(jì)，所以即使體積很大的帶電體也可能看作點(diǎn)電荷，即使是電荷量很小的電荷也不一定能看作點(diǎn)電荷，兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理，故C錯(cuò)誤，D正確.例4(多選)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法正確的是(

)A．兩個(gè)帶電體無論多大，只要它們之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小，這兩個(gè)帶電體就可以看作點(diǎn)電荷B．一個(gè)帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點(diǎn)電荷C．一個(gè)體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點(diǎn)電荷D．兩個(gè)帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點(diǎn)電荷處理解析AD

[無論兩帶電體自身大小怎樣，當(dāng)兩帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們的大小時(shí)，帶電體本身的大小對(duì)于所研究的問題影響很小，可把帶電體看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)A正確，而選項(xiàng)C錯(cuò)誤；盡管帶電體很小，但兩帶電體相距很近，以至于本身的大小和形狀對(duì)問題的影響不能忽略，兩帶電體也不能被看作點(diǎn)電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電金屬小球，若離的很近，兩球所帶的電荷在靜電力作用下會(huì)分布不均，電荷的分布影響到靜電力的大小，若帶同種電荷，相互排斥，等效的點(diǎn)電荷間距大于球心距離；若帶異種電荷，相互吸引，等效的點(diǎn)電荷間距小于球心距離，因此，選項(xiàng)D正確。]例5(單選)美國東部一枚火箭從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心39B發(fā)射塔沖天而起。這是美國未來載人航天工具——“戰(zhàn)神Ⅰ－X”火箭的第一次升空。升空過程中由于與大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電，如果這些靜電沒有被及時(shí)導(dǎo)走，下列情況中，升空后的“戰(zhàn)神Ⅰ－X”火箭能被視為點(diǎn)電荷的是(

)

A．研究“戰(zhàn)神Ⅰ－X”火箭外部與其相距1m處的一個(gè)帶電微粒之間的靜電力B．研究“戰(zhàn)神Ⅰ－X”火箭與地球(帶負(fù)電)之間的靜電力C．任何情況下都可視為點(diǎn)電荷D．任何情況下都不可視為點(diǎn)電荷解析B[當(dāng)火箭離開地球較遠(yuǎn)時(shí)，火箭的大小對(duì)火箭與地球之間的距離可忽視不計(jì)。電荷在火箭上的分布情況對(duì)研究火箭與地球間靜電力的作用可忽略不計(jì)，此時(shí)火箭可看作點(diǎn)電荷，選B。]【模塊二】庫侖定律庫侖的實(shí)驗(yàn)

法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ友芯砍隽穗姾砷g相互作用力的大小跟電量和距離的關(guān)系。1、實(shí)驗(yàn)裝置：庫侖扭秤2、器材組成：細(xì)銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B想一想：B球的作用是什么呢？庫侖的實(shí)驗(yàn)

法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ友芯砍隽穗姾砷g相互作用力的大小跟電量和距離的關(guān)系。1、實(shí)驗(yàn)裝置：庫侖扭秤2、器材組成：細(xì)銀絲、絕緣架、帶電的金屬小球A和C、不帶電的小球B使A球在水平面內(nèi)平衡想一想：B球的作用是什么呢？3、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法4、實(shí)驗(yàn)步驟：探究F與r的關(guān)系：（1）把另一個(gè)帶電小球C插入容器并使它靠近A時(shí)，記錄扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大?。?）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q1、q2的關(guān)系庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn)

庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的相互作用力，與它們電荷量乘積成正比，與它們距離二次方成反比

注：標(biāo)量式，非完全的點(diǎn)模型，當(dāng)兩個(gè)小球較近時(shí)，距離和半徑相差不大時(shí)，靜電感應(yīng)不可忽略兩個(gè)半徑為R的金屬球，球心間距離為r，帶電荷量均為q，它們之間的庫侖力F＝k，對(duì)嗎？[深度思考]

兩個(gè)規(guī)則的帶電球體相距比較近時(shí)，不能被看作點(diǎn)電荷，此時(shí)必須考慮電荷在球上的實(shí)際分布.若帶同種電荷時(shí)，如圖(a)，由于排斥，電荷分布于最遠(yuǎn)的兩側(cè)，電荷中心距離大于r，此時(shí)F<k；若帶異種電荷時(shí)，如圖(b)，由于吸引，電荷分布于最近的兩側(cè)，電荷中心距離小于r，此時(shí)F>k.例1關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是A.庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積最小的帶電體B.根據(jù)F＝

，當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向于無窮大C.所帶電荷量分別為Q和3Q的點(diǎn)電荷A、B相互作用時(shí)，B受到的靜電力是A受到的靜電力的3倍D.庫侖定律的適用條件是真空和靜止點(diǎn)電荷解析如果在研究的問題中，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對(duì)它們之間作用力的影響可以忽略不計(jì)，即可將它看作是一個(gè)帶電的點(diǎn)，則這樣的帶電體叫作點(diǎn)電荷，故A錯(cuò)誤；兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)，帶電體已經(jīng)不能看成點(diǎn)電荷了，F(xiàn)＝k已經(jīng)不能適用，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律可知，A、B相互作用時(shí)，B受到的靜電力與A受到的靜電力大小相等，故C錯(cuò)誤；庫侖定律的適用條件是真空和靜止點(diǎn)電荷，故D正確.例2(單選)A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，AB∶BC＝1∶2，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷.當(dāng)在A處放一電荷量為＋q的點(diǎn)電荷時(shí)，Q所受的靜電力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為－2q的點(diǎn)電荷，則Q所受的靜電力為解析在A處放一電荷量為＋q的點(diǎn)電荷時(shí)，在C處放一電荷量為－2q的點(diǎn)電荷時(shí)，且不管點(diǎn)電荷Q是正電荷還是負(fù)電荷，兩種情況下，Q受到的靜電力的方向都相同，故B正確.