高中物理 1.2 靜電力庫侖定律課件 魯科版選修31.ppt

第2節(jié)靜電力庫侖定律 1 知道點電荷的概念 了解理想化模型 體會理想化方法在科學(xué)研究中的作用 2 理解庫侖定律的內(nèi)容及公式并說明庫侖定律描述的客觀規(guī)律和適用條件 3 通過靜電力和萬有引力的對比 體會自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性 了解類比法 體會類比法在物理發(fā)展中的作用 1 自然界中任何兩個物體都是相互吸引的 引力的方向沿兩物體的連線 引力的大小f與這兩個物體質(zhì)量的乘積m1m2成 與這兩個物體間距離r的平方成 答案 正比反比2 甲 乙兩個小球分別帶有一定量的電荷 兩球在同一條水平線上 如右圖所示 則兩球在水平方向上一定存在相互的 答案 吸引力 1 什么是靜電力 2 什么是點電荷 把帶電體能看成點電荷的大小是什么 3 庫侖定律的內(nèi)容是什么 表達(dá)式如何 4 靜電力和萬有引力有何異同 一 靜電力與點電荷模型1 靜電力 1 定義 電荷間的相互作用力叫做靜電力也叫做庫侖力 2 影響靜電力大小的因素 兩帶電體的及二者之間的等 靜電力遵守牛頓第三定律嗎 提示 遵守牛頓第三定律 電荷量 距離 2 點電荷 1 物理學(xué)上把本身的比相互之間的距離得多的帶電體叫做點電荷 2 兩個帶電體能否視為點電荷 要看它們本身的是否比它們之間的距離小得多 而不是看物體有多大 二 庫侖定律1 內(nèi)容 真空中兩個點電荷之間的相互作用力f的大小 跟它們的成正比 跟它們的成反比 作用力的方向沿著 同種電荷相斥 異種電荷相吸 線度 小 線度 本身 電荷量q1 q2的乘積 距離r的 二次方 它們的連線 2 定義式 3 k是一個常量 如果各物理量都采用國際單位制 則k 4 庫侖定律是法國物理學(xué)家提出來的 5 實驗表明 對于兩個以上的點電荷 其中每一個點電荷所受的總的靜電力 等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的和 這個結(jié)論通常叫做靜電力原理 9 0 109n m2 c2 庫侖 矢量 疊加 三 靜電力和萬有引力的比較1 庫侖定律描述的是由于物體引起的相互作用 其作用力的大小跟帶電體的有關(guān) 2 萬有引力定律描述的是由于物體具有引起的相互作用 作用力大小跟物體有關(guān) 3 二者的相似 兩力都與成反比 兩公式中都有與作用力有關(guān)的物理量 電荷量或質(zhì)量 的乘積 且兩種力都與乘積成正比 兩種力的方向都在兩物體的連線上 4 二者的不同 靜電力可能是力 也可能是力 而萬有引力只能是力 帶電 電荷量多少及距離 質(zhì)量 質(zhì)量的大小及距離 距離的二次方 斥 引 引 一 對 點電荷 的正確理解1 點電荷的物理模型 只有電荷量 沒有大小 形狀的理想化的模型 類似于力學(xué)中的質(zhì)點 實際中并不存在 2 帶電體能否看成點電荷的條件 如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多 以至于帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響很小 就可以忽略形狀 大小等次要因素 只保留對問題有關(guān)鍵作用的電荷量 帶電體就能看成點電荷 這樣的處理會使問題大為簡化 對結(jié)果又沒有太大的影響 是物理學(xué)上經(jīng)常用到的方法 3 點電荷只具有相對意義 一個帶電體能否看做點電荷 是相對于具體問題而言的 不能單憑其大小和形狀確定 1 點電荷與力學(xué)中的質(zhì)點類似 是在研究復(fù)雜物理問題時引入的一種理想化模型 2 不少物理問題都與較多的因素有關(guān) 要研究其與所有因素的關(guān)系是很困難的 抓住主要因素構(gòu)建物理模型 才可以簡化研究的過程 1 關(guān)于點電荷 下列說法正確的是 a 直徑為0 01mm的帶電粒子在任何情況下都可視為點電荷b 點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體c 帶電的細(xì)桿在一定條件下可以視為點電荷d 帶電的金屬球一定不能視為點電荷 答案 c 5 庫侖定律的適用條件 1 真空 2 點電荷庫侖定律嚴(yán)格適用于真空中兩個點電荷的相互作用 但兩個均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時也可視為點電荷 r應(yīng)指兩球體的球心距對于不能視為點電荷的物體間的庫侖力不能隨便用庫侖定律求解 要視具體情況而定 答案 a 三 庫侖定律與萬有引力定律的比較 1 庫侖力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力 受力分析時要分別分析 2 庫侖力和萬有引力表達(dá)式的相似性 揭示了大自然的和諧美 多樣性的美 答案 d 下面關(guān)于點電荷的說法正確的是 a 只有體積很小的帶電體才可看做點電荷b 只有做平動的帶電體才可看做點電荷c 只有帶電荷量很少的帶電體才可看做點電荷d 點電荷所帶電荷量可多可少 解析 能否將一個帶電體看成點電荷 關(guān)鍵在于我們分析時是否無需考慮它的體積大小和形狀 即它的體積大小和形狀可不予考慮時就可以將其看成點電荷 至于它的電荷量就可多可少 答案 d 1 1 下列關(guān)于點電荷的說法中 正確的是 a 帶電球體一定可以看成點電荷b 直徑大于1cm的帶電球體一定不能看成點電荷c 直徑小于1cm的帶電球體一定可以看成點電荷d 點電荷與質(zhì)點都是理想化的模型 解析 點電荷與質(zhì)點都是為研究問題而理想化的模型 只要其體積 形狀不影響研究的問題就可以理想化 故d正確 能否看成點電荷并不是依據(jù)電荷本身的大小和形狀 故a b c錯 答案 d 如右圖所示 在一條直線上的a b c三點上分別放置qa 3 10 9c qb 4 10 9c qc 3 10 9c的點電荷 試求作用在a電荷上的作用力 答案 9 9 10 4n方向由a c 1 計算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進(jìn)行 即用公式計算庫侖力的大小時 不必將電荷q1 q2的正 負(fù)號代入公式中 而只將電荷量的絕對值代入公式中計算出力的大小 力的方向根據(jù)同種電荷相斥 異種電荷相吸加以判斷即可 2 如果一個點電荷同時受到另外的兩個或更多的點電荷的作用力 可由靜電力疊加的原理求出合力 2 1 真空中有兩個點電荷q和q 它們之間的庫侖力為f 下列的哪些做法可以使它們之間的庫侖變?yōu)? 5f a 使q的電荷量變?yōu)?q 使q的電荷量變?yōu)?q 同時使它們的距離變?yōu)樵瓉淼?倍b 使每個電荷的電荷量都變?yōu)樵瓉淼? 5倍 距離也變?yōu)樵瓉淼? 5倍c 使其中一個電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼? 5倍 距離也變?yōu)樵瓉淼? 5倍 答案 a 真空中相距3m的光滑絕緣平面上 分別放置兩個電荷量為 q 4q的點電荷a b 然后再在某一位置放置點電荷c 這時三個點電荷都處于平衡狀態(tài) 求c的電荷量以及相對a的位置 如果要求三個電荷a b c均在靜電力作用下處于平衡 1 三個電荷必須在一條直線上 2 位于中間的電荷量最小 3 中間電荷與兩側(cè)異號 4 中間電荷與電荷量較小的電荷較近 即 三點共線 兩同夾異 兩大夾小 近小遠(yuǎn)大 3 1 如右圖所示 同一直線上的三個點電荷q1 q2 q3恰好都處于平衡狀態(tài) 除相互作用的靜電力外不受其他外力作用 已知q1 q2間的距離是q2 q3間距離的2倍 下列說法正確的是 a q1 q3為正電荷 q2為負(fù)電荷b q1 q3為負(fù)電荷 q2為正電荷c q1 q2 q3 36 4 9d q1 q2 q3 9 4 36 答案 abc 1 已知點電荷a的電荷量是點電荷b的2倍 則a對b的作用力與b對a的作用力大小之比為 a 2 1b 1 2c 1 1d 不一定 答案 c2 a b兩個點電荷帶電荷量及距離恒定 當(dāng)?shù)谌姾蒫移近a b時 a b間的庫侖力將 a 變大b 變小c 不變d 都有可能 答案 c 3 如右圖所示 在絕緣光滑水平面上 相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球 同時從靜止釋放 則兩個小球的加速度大小和