12库仑定律课件2（人教版选修3-1）.ppt
第一章第一章 静电场静电场第二节第二节 库仑定律库仑定律人教版选修人教版选修3-1 我们知道同种电荷互相排斥我们知道同种电荷互相排斥, ,异种电异种电荷互相吸引荷互相吸引. .那么电荷间的相互作用力与那么电荷间的相互作用力与什么哪些因数有关呢什么哪些因数有关呢? ? 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律作用的定性规律, ,定量讨论电荷间相互作用则是两定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑千年后的法国物理学家库仑. .库仑做了大量实验库仑做了大量实验, ,于于17851785年得出了库仑定律年得出了库仑定律. .库仑定律实验库仑定律实验库仑扭秤库仑扭秤内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力, ,与它们与它们的电荷量的乘积成正比的电荷量的乘积成正比, ,与它们的距离的二次方成反与它们的距离的二次方成反比比, ,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上. .一、库仑定律一、库仑定律、电荷间相互作用的力、电荷间相互作用的力F F叫做静电力或库仑力叫做静电力或库仑力. .221rQQkF 2 2、大小：、大小：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2其中其中K K:静电力常量静电力常量3 3、方向：、方向： 4 4、适用条件：、适用条件： 真空真空(空气中近似成立空气中近似成立)点电荷点电荷计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入在两电荷的连线上在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引.二、点电荷二、点电荷 (有电量,没大小的点)1 1、在研究带电体间的相互作用时，如果、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体带电体本身的线度本身的线度远小于远小于它们之间的距离它们之间的距离带电体本身带电体本身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。2 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化理想化的模型。的模型。3 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的点电荷这个概念与力学中的“质质点点”类似。类似。 三、静电力与万有引力的比较、相同点：公式形式相同，应用时都有条件、相同点：公式形式相同，应用时都有条件都是不接触力，且与距离的二次方成反比都是不接触力，且与距离的二次方成反比、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是引力，也可以是斥力引力，也可以是斥力、在求静电力时，万有引力可以忽略、在求静电力时，万有引力可以忽略两个带电小球，质量都是，带电荷量都两个带电小球，质量都是，带电荷量都是是，相隔较远，以至于两个小球可看，相隔较远，以至于两个小球可看作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？(5.4105) 1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是、关于点电荷的下列说法中正确的是( )( ) A . A .真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存在的 B .B .点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C .C .足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D .D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它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究的问题的影响是否可以忽略不计ABD ABD 2 2有两个半径为有两个半径为r r的带电金属球中心相距为的带电金属球中心相距为L(L=4r), L(L=4r), 对于它们之间的静电作用力（设对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）每次各球带电量绝对值相同）( )( ) A. A. 带同种电荷时大于带异种电荷时带同种电荷时大于带异种电荷时 B. B. 带异种电荷时大于带同种电荷时带异种电荷时大于带同种电荷时 C. C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D. D. 大小与带电性质无关，只取决于电量大小与带电性质无关，只取决于电量QQL=4rB2/2rQKF +Q+QL=4r+Q-QL=4r22rQKF 3、如图所示，用两根等长的细线各悬疑个小球，并、如图所示，用两根等长的细线各悬疑个小球，并挂于同一点，已知它们质量相同，当它们带上同种电挂于同一点，已知它们质量相同，当它们带上同种电荷时，相距荷时，相距r而平衡，若将它们电量都减小一半，待而平衡，若将它们电量都减小一半，待它们重新平衡后，两球间的距离将（它们重新平衡后，两球间的距离将（ ）A、 大于大于r/2 B、等于、等于r/2 C、小于、小于r/2 D 、不能确定、不能确定rAABCFC4、如图、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个三点位一直角三角形的三个顶点，角顶点，角B为为30度，现在度，现在A、B两点放置电荷两点放置电荷qA, qB,测得在测得在C点处正点电荷受静电力方向与点处正点电荷受静电力方向与AB平行向左，则平行向左，则A带带_电，电， qA： qB=_负： 分析方法与力学相同分析方法与力学相同(1)(1)确定对象确定对象(2)(2)受力分析受力分析(3)(3)合成或正交分解合成或正交分解(4)(4)运用平衡条件运用平衡条件5 5、如图、如图A A、B B两个点电荷，相距为两个点电荷，相距为r r，A A带有带有9Q9Q的正电的正电荷，荷，B B带有带有4Q4Q的正电荷的正电荷（1 1）如果）如果A A和和B B固定，应如何放置第三个点电荷固定，应如何放置第三个点电荷C C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对才能使此电荷处于平衡状态？此时对C C的电性及电的电性及电量量q q有无要求？有无要求？（2 2）如果）如果A A和和B B是自由的，又应如何放置第三个点电是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C C的电量的电量q q的大小及电性有无要求？的大小及电性有无要求？AB9Q4Q-答案答案（）应放在的连线上距离右侧处，（）应放在的连线上距离右侧处， 电荷正负都可以，电量大小任意）电荷正负都可以，电量大小任意） （）应放在的连线上距离右侧处，（）应放在的连线上距离右侧处， 电荷必须是电荷必须是负负电荷电荷（）如果（）如果A和和B是自由的，而电荷变为是自由的，而电荷变为负负，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷此时对第三个点电荷C的电量的电量q的大小及电性有无要求？的大小及电性有无要求？9Q4QAB （ ）应放在连线上距离右侧处，）应放在连线上距离右侧处，电荷应带电荷应带正正6 6、如图，质量均为、如图，质量均为m m的三个带电小球的三个带电小球A A、B B、C C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为的距离为L L，（，（L L比球半径比球半径r r大的多），大的多），B B球球带电量为带电量为Q QB B=-3q=-3q，A A球带电量为球带电量为Q QA A=6q,=6q,若在若在C C上加一水平向右的恒力上加一水平向右的恒力F F，要使，要使A A、B B、C C三三球始终保持球始终保持L L的间距运动，求的间距运动，求（1 1）F F的大小？的大小？（2 2）C C球所带电量为多少？带何种电荷？球所带电量为多少？带何种电荷？ACB-6q-3qQC+运用运用牛顿第二定律牛顿第二定律结合结合运动学公式运动学公式求解求解C带正电，带正电，电量为电量为6q（F=27Kq2/L2）7 7、光滑水平面有、光滑水平面有A A、B B两个带电小球，两个带电小球，A A的质量是的质量是B B的质量的的质量的2 2倍，将两球由静倍，将两球由静止释放，初始止释放，初始A A的加速度为的加速度为a,a,经过一段经过一段时间后，时间后，B B的加速度也为的加速度也为a a，速度大小，速度大小为为v v，此时，此时，A A的加速度为的加速度为 . .a/2开关开关
