高二物理選修3-1 庫侖定律1 ppt

1、電荷守恒定律電荷守恒定律 電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物 體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn) 移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保 持不變。持不變。 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代 數(shù)和總是不變的。數(shù)和總是不變的。 也常表示為也常表示為 + A B 例例: :如圖，有一帶正電的驗電器，當(dāng)一金屬如圖，有一帶正電的驗電器，當(dāng)一金屬 球球A A靠近驗電器小球靠近驗電器小球B B（不接觸）時，驗電器（不接觸）時，驗電器

2、 的金屬箔張角減小，則的金屬箔張角減小，則 （ ） A.A.金屬球金屬球A A可能不帶電可能不帶電 B.B.金屬球金屬球A A可能帶負(fù)電可能帶負(fù)電 C.C.金屬球金屬球A A可能帶正電可能帶正電 D.D.金屬球金屬球A A一定帶負(fù)電一定帶負(fù)電 解析：驗電器的金箔之所以張開，是因為它們都帶有解析：驗電器的金箔之所以張開，是因為它們都帶有 正電荷，而同種電荷相排斥，張開角度的大小決定于正電荷，而同種電荷相排斥，張開角度的大小決定于 兩金箔帶電荷的多少兩金箔帶電荷的多少. .如果如果A A球帶負(fù)電，靠近驗電器的球帶負(fù)電，靠近驗電器的 B B球時，異種電荷相互吸引，使金箔上的正電荷逐漸球時，異種電荷相

3、互吸引，使金箔上的正電荷逐漸 “上移上移”，從而使兩金箔張角減小，選項正確，同，從而使兩金箔張角減小，選項正確，同 時否定選項時否定選項如果如果A A球不帶電，在靠近球不帶電，在靠近B B球時，發(fā)生球時，發(fā)生 靜電感應(yīng)現(xiàn)象使靜電感應(yīng)現(xiàn)象使A A球上電荷重新分布，靠近球上電荷重新分布，靠近B B球的端面球的端面 出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向B B球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng) 電荷電荷. .A A球上的感應(yīng)電荷與驗電器上的正電荷發(fā)生相互球上的感應(yīng)電荷與驗電器上的正電荷發(fā)生相互 作用，因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金箔作用，因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金

4、箔 張角減小，選項正確，同時否定選項張角減小，選項正確，同時否定選項D D 2 2 庫庫 侖侖 定定 律律 當(dāng)兩球之間距離減小時：當(dāng)兩球之間距離減小時： 當(dāng)兩球帶電量增加時：當(dāng)兩球帶電量增加時： F F增大增大 F F增大增大 一、探究影響電荷間相互作用力的因素一、探究影響電荷間相互作用力的因素 法國工程師、物法國工程師、物 理學(xué)家。理學(xué)家。17361736年年 6 6月月14 14 日生于法日生于法 國昂古萊姆。國昂古萊姆。 18061806年年8 8月月2323日日 在巴黎逝世。在巴黎逝世。 庫侖庫侖 二、庫侖定律二、庫侖定律 1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容： 真空中兩個靜止點電荷之間的相互真空中兩

5、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比，作用力的方向在它們的連線上 2 2、點電荷：、點電荷：形狀大小及電荷分布對力的影 形狀大小及電荷分布對力的影 響可以忽略時響可以忽略時 電荷間的作用力稱為電荷間的作用力稱為靜電力靜電力或或庫侖力庫侖力 庫庫 侖侖 扭扭 秤秤 三、庫侖扭秤實驗三、庫侖扭秤實驗 FF 1 1 r r2 2 FF q q1 1q q2 2 F=F=k k q q1 1q q2 2 r r2 2 k-k-靜電力常量靜電力常量 且且k=9.

6、0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2 17851785年年, ,庫侖用他自庫侖用他自 己發(fā)明的扭秤己發(fā)明的扭秤, ,從實從實 驗得到靜電力的平驗得到靜電力的平 方反比定律。方反比定律。 庫庫 侖侖 扭扭 秤秤 注意注意: : 庫侖定律表明庫侖定律表明, ,庫侖力和距離是庫侖力和距離是 , ,這和這和 萬有引力十分相似。萬有引力十分相似。 平方反比律平方反比律 庫侖定律適用于庫侖定律適用于 . . 真空中兩靜止點電荷間的作用真空中兩靜止點電荷間的作用 如 果 不 可 以 看 成 點 電 荷 該 如 何 處 理 如 果 不 可 以 看 成 點 電 荷 該 如 何 處 理 呢呢

7、? ? 。 看電荷分布中心看電荷分布中心 庫侖力具有力的一切性質(zhì)庫侖力具有力的一切性質(zhì) 在使用公式在使用公式F=kqF=kq1 1q q2 2/r/r2 2時時, ,是否需要把是否需要把q q1 1、q q2 2的正負(fù)的正負(fù) 符號代入計算符號代入計算? ? . . 不需要不需要 當(dāng)多個帶電體同時存在時，任二帶電體間的作用當(dāng)多個帶電體同時存在時，任二帶電體間的作用 力仍遵守力仍遵守 ，任一帶電體同時受到多個庫，任一帶電體同時受到多個庫 侖力的作用，可以利用力的合成的侖力的作用，可以利用力的合成的 定則定則 求出合力。求出合力。 庫侖定律庫侖定律 平行四邊形平行四邊形 已知氫核已知氫核( (質(zhì)子質(zhì)

8、子) )的質(zhì)量是的質(zhì)量是1.671.671010-27 -27 kg kg， 電子的質(zhì)量是電子的質(zhì)量是9.19.11010-31 -31 kg kg，在氫原子內(nèi)它，在氫原子內(nèi)它 們之間的最短距離為們之間的最短距離為5.35.31010-11 -11 m m。試比較氫 。試比較氫 核與核外電子之間的庫侖力和萬有引力。核與核外電子之間的庫侖力和萬有引力。 例：例： 在真空中兩個相同的帶等量異號電荷的金在真空中兩個相同的帶等量異號電荷的金 屬小球?qū)傩∏駻 A和和B(B(均可看做點電荷均可看做點電荷),),分別固定在兩分別固定在兩 處處, ,兩球間靜電力為兩球間靜電力為F.F.現(xiàn)用一個不帶電的同樣現(xiàn)用

9、一個不帶電的同樣 的金屬小球的金屬小球C C先與先與A A接觸接觸, ,再與再與B B接觸接觸, ,然后移開然后移開 C,C,此時此時A A、B B球間的靜電力變?yōu)槎啻笄蜷g的靜電力變?yōu)槎啻? ?若再使若再使A A、 B B間距離增大為原來的間距離增大為原來的2 2倍，則它們間的靜電倍，則它們間的靜電 力又為多大？力又為多大？ 例：例： 例例: :在邊長為在邊長為a a的正方形的每一頂點都的正方形的每一頂點都 放置一個電荷量為放置一個電荷量為q q的點電荷的點電荷. .如果保如果保 持它們的位置不變持它們的位置不變, ,每個電荷受到其他每個電荷受到其他 三個電荷的靜電力的合力是多大三個電荷的靜電

10、力的合力是多大? ? 例例: : 兩個半徑為兩個半徑為R R的金屬球的金屬球, ,分別帶電分別帶電 q q和和-3q.-3q.當(dāng)球心相距當(dāng)球心相距r=3Rr=3R放置時放置時, ,兩球兩球 間的相互作用力為間的相互作用力為F.F.若將兩球接觸后若將兩球接觸后 放回原來的位置放回原來的位置, ,則兩球之間的相互則兩球之間的相互 作用力大小為作用力大小為 ( )( ) A. F B. A. F B. 等于等于F/3 F/3 C. C. 大于大于F/3 D. F/3 D. 小于小于F/3F/3 q1 m1 q2 m2 發(fā)散發(fā)散: :如圖所示如圖所示, ,真空中有兩個點電荷真空中有兩個點電荷q q1

11、1和和q q2 2, , 它們的質(zhì)量分別為它們的質(zhì)量分別為m m1 1和和m m2 2，現(xiàn)在用兩根絕緣細(xì)，現(xiàn)在用兩根絕緣細(xì) 線栓掛在天花板上，在庫侖力作用下兩根細(xì)線線栓掛在天花板上，在庫侖力作用下兩根細(xì)線 與豎直方向夾角為與豎直方向夾角為和和，且兩點電荷此時處，且兩點電荷此時處 于同一水平線上，則以下說法正確的是（于同一水平線上，則以下說法正確的是（T T1 1和和 T T2 2分別為兩根細(xì)線的彈力）分別為兩根細(xì)線的彈力） （ ） A. A. 若若,則有則有m m2 2mm1 1, T, T2 2TT1 1 B. B. 若若,則有則有m m2 2mm1 1, T, T2 2T,則有則有q q2

12、 2qq1 1, T, T2 2TT1 1 D. D. 若若,則有則有q q2 2qq1 1, T, T2 2TT1 1 發(fā)散發(fā)散: :在光滑絕緣的水平面上放著三個可看作在光滑絕緣的水平面上放著三個可看作 點電荷的帶電小球點電荷的帶電小球A A、B B、C C，它們在相互庫侖，它們在相互庫侖 力的作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知小球力的作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知小球A A和和B B帶帶 電量分別為電量分別為q q1 1=4.0=4.01010-9 -9 C C和 和q q2 2=-9.0=-9.01010-9 -9 C C， ， 兩者相距兩者相距50cm50cm。 如果只要求如果只要求C C球能處于平衡狀態(tài)，而球能處于平衡狀態(tài)，而A A、B B球球 可先固定，則對可先固定，則對C C球的電量、電性、所放的位球的電量、電性、所放的位 置有何要求？置有何要求？ 求帶