《真空中的库仑定律》课件

中等职业教育物理（基础版）下册第三章电场3.1真空中的库仑定律知识链接1.自然界有两种电荷：正电荷、负电荷2.在一个封闭系统里，电荷量守恒的3.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引设问如何考虑带电体的大小对电荷之间的相互作用的影响？设问既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？一、点电荷1.带电体的大小远小于它与其他带电体的距离2.理想化的实体模型3.忽略了带电体的大小和形状定义：带电的几何点4.强调带电体的位置、电荷量将带电体放到具体研究问题中再判断其是否可以视作点电荷二、库伦定律比较相同的小球在不同位置所受带电体A的作用力的大小距离越近，偏角越大，力越大；距离越远，力越小。二、库伦定律比较相同位置的小球在不同电荷量的情况下所受带电体A的作用力的大小。电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大二、库伦定律库伦扭秤实验：控制变量法带电的金属小球A和C、不带电的小球B内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。rQQkF221二、库伦定律1.k叫静电力常量，k=9.0×109N·m2/C2rQQkF2212.电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力3.适用条件：真空中静止点电荷二、库伦定律4.库仑力的方向：在它们的连线上。rQQkF221同种电荷异种电荷二、库伦定律rQQkF2215.相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑力是一对作用力和反作用力6.计算时电荷量只代入大小，不带“+”、“-”号库仑定律只能计算库仑力的大小，方向在连线上，还需进一步通过同种电荷排斥，异种电荷吸引来确定1.下列说法中正确的是：A.点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C.根据库仑定律可知，当r→0时,F→∞D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案：AD．三、典型例题变式迁移2．对于库仑定律，下面说法正确的是()A．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量变式迁移3．两个点电荷相距为d，相互作用力大小为F；保持两点电荷电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小变为4F，则两点电荷之间的距离应变为()A．4dB．2dC．d/2D．d/4变式迁移变式迁移解：氢原子核与电子之间的库仑力F电为：6.在氢原子中，原子核只有1个质子,核外只有1个电子,它们之间的距离r=5.3×10-11m。求氢原子核与电子之间的库仑力F电与它们之间的万有引力F引的比值？(已知质子的质量为1.67×10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg）221rqqkF电N102.88氢原子核与电子之间的万有引力F引为：221rmmGF引N106.347392.310FF引库小结：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。F电F引变式迁移7．q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态(1)如果q2为正电荷，则q1为____________电荷，q3为____________电荷．(2)q1、q2、q3三者电荷量大小之比是______∶______∶______.解析：空间中存在三个点电荷，任意一个电荷受另外两个电荷的静电力作用，要处于平衡状态，则这两个静电力的矢量和为零．(1)若q2为正电荷，对q1而言要让其平衡，q3必为负电荷，但对q2而言，q1和q3必为同性电荷，所以q1与q3都为负电荷．(2)由库仑定律和平衡条件知对q1：kq1q2l21＝kq1q3l1＋l22①对q3：kq1q3l1＋l22＝kq2q3l22②变式迁移栏目链接由②式得q1q2＝l1＋l2l22③由①式得q2q3＝l1l1＋l22④由③④两式得q1∶q2∶q3＝l1＋l2l22∶1∶l1＋l2l12.变式迁移答案：(1)负负(2)l1＋l2l221l1＋l2l12总结：三个点电荷平衡问题的求解方法“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“两同夹异”——正负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．栏目链接变式迁移