2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 2 庫侖定律課件 新人教版選修3-1.ppt

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2庫侖定律 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 一 探究影響電荷間相互作用力的因素閱讀教材第5頁第一至第四自然段和 演示 部分 了解電荷間有相互作用力的規(guī)律 1 O是一個(gè)帶正電的物體 把系在絲線上的帶正電的小球先后掛在圖中P1 P2 P3等位置 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 1 保持小球的電荷量不變 將懸點(diǎn)由P1依次移至P3 絲線偏離豎直方向的角度變小 說明帶電體間的作用力隨距離的增大而減小 2 若保持小球位置不變 增大或減小小球所帶的電荷量 絲線偏離豎直方向的角度增大或減小 說明電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大 2 上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明 電荷之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 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 二 庫侖定律閱讀教材第6 7頁 庫侖定律 部分及相關(guān)內(nèi)容 知道庫侖定律的內(nèi)容 理解點(diǎn)電荷的概念 1 內(nèi)容 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 2 公式 F 其中k 9 0 109N m2 C2 叫做靜電力常量 3 庫侖定律的適用條件是 1 在真空中 2 靜止的點(diǎn)電荷 4 實(shí)際帶電體看成點(diǎn)電荷的條件是 當(dāng)帶電體的形狀 大小及電荷分布對(duì)作用力的影響可以忽略時(shí) 帶電體可以看作點(diǎn)電荷 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 三 庫侖的實(shí)驗(yàn)閱讀教材第6 7頁 庫侖的實(shí)驗(yàn) 部分 了解庫侖扭秤的結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)思想方法和實(shí)驗(yàn)的巧妙之處 1 庫侖利用扭秤實(shí)驗(yàn)研究電荷間的相互作用 該裝置通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度來比較力的大小 力越大 懸絲扭轉(zhuǎn)的角度越大 2 庫侖時(shí)代無法測(cè)量物體所帶的電荷量 庫侖利用 相同球體接觸平分電荷 解決了無法測(cè)量電荷量的問題 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 1 正誤判斷 1 點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體 解析 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)所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì) 答案 2 點(diǎn)電荷是一種理想模型 真正的點(diǎn)電荷是不存在的 解析 點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)一樣 是一種理想化模型 任何帶電體都有一定的形狀和大小 所以真正的點(diǎn)電荷是不存在的 答案 3 若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量 則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力 解析 兩電荷間的作用力遵從牛頓第三定律 所以q1對(duì)q2的靜電力與q2對(duì)q1的靜電力大小相等 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 4 點(diǎn)電荷就是元電荷 解析 點(diǎn)電荷是忽略帶電體的形狀和大小 將帶電體看成一個(gè)點(diǎn) 而元電荷是電荷的最小數(shù)值 所有帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 答案 5 兩個(gè)電荷量分別為Q1 Q2的球體間的作用力在任何情況下都可用公式計(jì)算 解析 只有帶電球體或球殼的電荷均勻分布時(shí) 才可以利用公式計(jì)算 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 2 多選 真空中 相隔一定距離的兩個(gè)異種點(diǎn)電荷 它們之間相互作用的靜電力為F 下列說法正確的是 A F是引力B F是斥力C 若增大兩電荷間的距離 則F減小D 若兩電荷間的距離r 0 則F 解析 異種點(diǎn)電荷相互吸引 故F是引力 故A正確 B錯(cuò)誤 根據(jù)庫侖定律 兩個(gè)點(diǎn)電荷間的靜電力與距離的二次方成反比 故若增大兩電荷間的距離 則靜電力F減小 故C正確 當(dāng)兩電荷間的距離r 0時(shí) 已不能將電荷視為點(diǎn)電荷了 庫侖定律不再適用 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 AC 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問題探究 名師精講 典例剖析 庫侖定律的理解和應(yīng)用原子結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖所示 該模型中 電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 就像地球的衛(wèi)星一樣 觀察圖片 思考 電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由原子核對(duì)電子的萬有引力提供的嗎 要點(diǎn)提示 原子核對(duì)電子的庫侖力提供了向心力 兩者間的萬有引力要比庫侖力小得多 完全可以忽略不計(jì) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 1 靜電力的確定 1 大小計(jì)算 利用庫侖定律計(jì)算靜電力時(shí)不必將表示電性的正 負(fù)號(hào)代入公式 只代入q1和q2的絕對(duì)值即可 2 方向判斷 利用同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引來判斷 2 兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫侖力遵守牛頓第三定律不論電荷量大小如何 兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小總是相等的 3 庫侖定律的適用范圍 1 庫侖定律只適用于能看成點(diǎn)電荷的帶電體之間的相互作用 2 兩個(gè)形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠(yuǎn)時(shí)可以看作點(diǎn)電荷 相距較近時(shí)不能看作點(diǎn)電荷 此時(shí)球體間的作用力會(huì)隨著電荷的分布而變化 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題1 多選 兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球 相距很遠(yuǎn)放置 其中一個(gè)球帶的電荷量是另一個(gè)的5倍 它們之間的庫侖力大小是F 現(xiàn)將兩球接觸后再放回原處 它們之間的庫侖力大小可能為 思考問題 設(shè)兩物體帶的電荷量的數(shù)值分別為q和5q 兩帶電體接觸后的帶電荷量可能是多少 答案 若帶同種電荷 兩物體帶電荷量均為3q 若帶異種電荷 兩物體帶電荷量均為2q 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 答案 BD 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 靜電力的疊加如圖所示 真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷A B C 它們固定在邊長為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 電荷量都是Q 則電荷C所受的庫侖力多大 方向向哪 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 1 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量及間距有關(guān) 跟它們的周圍是否存在其他電荷無關(guān) 2 若空間存在多個(gè)點(diǎn)電荷 某點(diǎn)電荷受到的作用力等于其他點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和 庫侖力就是力 一定遵守力的所有規(guī)律 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 例題2 如圖所示 在A B兩點(diǎn)分別放置點(diǎn)電荷Q1 2 10 14C和Q2 2 10 14C 在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C 且AB AC BC 6 10 2m 如果有一個(gè)電子在C點(diǎn) 它所受到的庫侖力的大小和方向如何 思考問題 請(qǐng)分別求出A B對(duì)C的作用力的大小 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 解析 答案 8 0 10 21N方向平行于AB向左 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 庫侖力的疊加原理當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí) 每兩個(gè)帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律 某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力作用時(shí)可利用力的平行四邊形定則求出其合力 這就是庫侖力的疊加原理 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 1 下列說法正確的是 A 點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體B 點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C 據(jù)可知 當(dāng)r 0時(shí)F D 靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的解析 點(diǎn)電荷是帶電體的理想化模型 實(shí)際帶電體在體積和形狀對(duì)問題的研究沒有影響或影響不大時(shí) 都可以看作點(diǎn)電荷 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 庫侖定律僅適用于真空中的點(diǎn)電荷 當(dāng)r 0時(shí) 任何帶電體都不能再看作是點(diǎn)電荷 庫侖定律不成立 基于庫侖定律進(jìn)行的分析也是錯(cuò)誤的 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 靜電力常量的數(shù)值是庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)得出的 答案 D 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 2 真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷 它們之間的靜電力為F 如果保持它們所帶的電荷量不變 將它們之間的距離增大為原來的2倍 則它們之間作用力的大小等于 答案 D 探究一 探究二 1 2 當(dāng)堂檢測(cè) 3 如圖所示 三個(gè)完全相同的金屬小球a b c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 a和c帶正電 b帶負(fù)電 a的電荷量比b的電荷量小 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 A F1B F2C F3D F4解析 據(jù) 同電相斥 異電相吸 規(guī)律 確定金屬小球c受到a和b的靜電力方向 考慮a的電荷量小于b的電荷量 故Fac與Fbc的合力只能為F2 選項(xiàng)B正確 答案 B 3