第二节 静电力 库仑定律优秀课件.ppt
我们知道同种电荷互相排斥我们知道同种电荷互相排斥,异种电荷互相异种电荷互相吸引吸引.那么电荷间的相互作用力与什么哪些因数那么电荷间的相互作用力与什么哪些因数有关呢有关呢?早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间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相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作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用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做库仑做了大量实验了大量实验,于于17851785年得出了库仑定律年得出了库仑定律.第1页，本讲稿共14页内容：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,与它们的电与它们的电荷量的乘积成正比荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比与它们的距离的二次方成反比,作用力作用力的方向在它们的连线上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.2 2、大小：、大小：k=9.010k=9.0109 9NmNm2 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,异异种电荷相互吸引种电荷相互吸引.第2页，本讲稿共14页二、点二、点电荷荷(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，如果带电体本身带电体本身的线度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的大小，带电体本身的大小，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。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，是、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为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模理想化的模型。型。3 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。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“质点质点”类类似。似。第3页，本讲稿共14页三、静电力与万有引力的比较三、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)第4页，本讲稿共14页课堂训练课堂训练 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所研究的问题的影响是否可以忽略不计ABD ABD 第5页，本讲稿共14页2 2有有两两个个半半径径为r r的的带电金金属属球球中中心心相相距距为L(L=4r),L(L=4r),对于于它它们之之间的的静静电作作用用力力（设每次各球每次各球带电量量绝对值相同）相同）()()A.A.带同种同种电荷荷时大于大于带异种异种电荷荷时B.B.带异种异种电荷荷时大于大于带同种同种电荷荷时C.C.带等量等量负电荷荷时大于大于带等量正等量正电荷荷时D.D.大小与大小与带电性性质无关，只取决于无关，只取决于电量量QQL=4rB第6页，本讲稿共14页解题解题提醒提醒 点电荷：点电荷：+Q+QL=4r+Q-QL=4r-+物理模型物理模型，即如果满足相互之间距离远大于，即如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷带电体大小则带电体便可看做点电荷.库仑定律的适用是什么条件？库仑定律的适用是什么条件？第7页，本讲稿共14页3、如图所示，用两根等长的细线各悬疑个小球，并挂于同、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，当它们带上同种电荷时，相距一点，已知它们质量相同，当它们带上同种电荷时，相距r而平衡，若将它们电量都减小一半，待它们重新平衡后，两而平衡，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（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rA第8页，本讲稿共14页ABCFC4、如图、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个顶点，三点位一直角三角形的三个顶点，角角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,测得测得在在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=_负负：第9页，本讲稿共14页含库仑力的共点力的平衡 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第10页，本讲稿共14页5 5、如如图图A A、B B两两个个点点电电荷荷，相相距距为为r r，A A带带有有9Q9Q的的正正电电荷荷，B B带有带有4Q4Q的正电荷的正电荷（1 1）如如果果A A和和B B固固定定，应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷C C，才才能能使使此此电电荷荷处处于于平平衡衡状状态态？此此时时对对C C的的电电性性及及电电量量q q有有无无要求？要求？（2 2）如如果果A A和和B B是是自自由由的的，又又应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷，使使系系统统处处于于平平衡衡状状态态？此此时时对对第第三三个个点点电电荷荷C C的的电电量量q q的大小及电性有无要求？的大小及电性有无要求？+AB9Q4Q-QQC C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第11页，本讲稿共14页（）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？+9Q4QQQC CAB （）应放在连线上距离右侧处，电荷应带）应放在连线上距离右侧处，电荷应带正正第12页，本讲稿共14页6 6、如如图图，质质量量均均为为m m的的三三个个带带电电小小球球A A、B B、C C，放放置置在在光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平面面上上，彼彼此此相相隔隔的的距距离离为为L L，（L L比比球球半半径径r r大大的的多多），B B球球带带电电量量为为Q QB B=-3q=-3q，A A球球带带电电量量为为Q QA A=6q,=6q,若若在在C C上上加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F F，要要使使A A、B B、C C三三球球始始终终保保持持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+-F6q-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）第13页，本讲稿共14页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的的质量是质量是B B的质量的的质量的2 2倍，将两球由静止释倍，将两球由静止释放，初始放，初始A A的加速度为的加速度为a,a,经过一段时间经过一段时间后，后，B B的加速度也为的加速度也为a a，速度大小为，速度大小为v v，此时，此时，A A的加速度为的加速度为 .a/2第14页，本讲稿共14页
