高二物理库仑定理优秀课件.ppt

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1、高二物理库仑定理第1页，本讲稿共45页课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道点知道点电电荷的概念，体会科学研究中荷的概念，体会科学研究中理想化模型的理想化模型的应应用用2理解理解库仑库仑定律的含定律的含义义及其表达公式适用条件，及其表达公式适用条件，并能并能够够用公式用公式进进行相关行相关计计算算重点重点难难点：点：1.对对点点电电荷的理解荷的理解2库仑库仑定律的适用条件及其定律的适用条件及其应应用用第2页，本讲稿共45页 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2节节静静电电力力库库仑仑定定律律课前自主学案课前自主学案第3页，本讲稿共45页课前自主学案

2、课前自主学案一、静一、静电电力与点力与点电电荷模型荷模型1物理学上把本身的物理学上把本身的_比相互之比相互之间间的距离的距离_得得多的多的带电带电体叫做点体叫做点电电荷荷2两个两个带电带电体能否体能否视为视为点点电电荷，要看它荷，要看它们们本身的本身的_是否比它是否比它们们之之间间的距离小得多，而不是看物体的距离小得多，而不是看物体_有多大有多大线线度度小小线线度度本身本身第4页，本讲稿共45页二、二、库仑库仑定律定律1内容：真空中两个点内容：真空中两个点电电荷之荷之间间的相互作用力的相互作用力F的大小，跟它的大小，跟它们们的的电电荷量荷量Q1、Q2的乘的乘积积成成_，跟它跟它们们的距离的距离

3、r的的_成反比；作用力的方向成反比；作用力的方向沿着它沿着它们们的的_同种同种电电荷相斥荷相斥,异种异种电电荷相吸荷相吸正比正比二次方二次方连线连线第5页，本讲稿共45页完全免费,无需注册,天天更新！第6页，本讲稿共45页2表达式：表达式：F _；其中；其中Q1、Q2表示两个点表示两个点电电荷的荷的_，r表示它表示它们们的的_，k为为比例系数，比例系数，也叫也叫_，k 9.0109 Nm2/C2.电电荷量荷量距离距离静静电电力常量力常量第7页，本讲稿共45页提示：提示：不不对对r0时时不能看成点不能看成点电电荷，公式不能适荷，公式不能适用用第8页，本讲稿共45页三、静三、静电电力与万有引力的比

4、力与万有引力的比较较1库仑库仑定律描述的是由于物体定律描述的是由于物体_引起的相互引起的相互作用，其作用力的大小跟作用，其作用力的大小跟带电带电体的体的_及及_有关有关2万有引力定律描述的是由于物体具有万有引力定律描述的是由于物体具有_引起引起的相互作用，其作用力的大小跟物体的相互作用，其作用力的大小跟物体_及及_有关有关带电带电距离距离质质量量距离距离电电荷量荷量多少多少质质量的大小量的大小第9页，本讲稿共45页3二者的相似：两种力都与二者的相似：两种力都与_成反比；成反比；两个公式中都有与作用力有关的物理量两个公式中都有与作用力有关的物理量(电电量或量或质质量量)的乘的乘积积，且两种力都与

5、乘，且两种力都与乘积积成正比；两种力成正比；两种力的方向都在两物体的的方向都在两物体的连线连线上上4二者的不同：静二者的不同：静电电力可能是力可能是_力，也可能是力，也可能是_力；而万有引力只能是力；而万有引力只能是_力力距离的二次方距离的二次方斥斥引引引引第10页，本讲稿共45页核心要点突破核心要点突破一、一、对对点点电电荷的理解荷的理解1点点电电荷：当荷：当带电带电体体间间的距离比它的距离比它们们自身的大小大自身的大小大得多，以至得多，以至带电带电体的形状、大小及体的形状、大小及电电荷分布状况荷分布状况对对它它们们之之间间相互作用力的影响可以忽略不相互作用力的影响可以忽略不计时计时，这样这

6、样的的带电带电体就可以看成体就可以看成带电带电的点的点,叫做点叫做点电电荷荷第11页，本讲稿共45页(1)点点电电荷是只有荷是只有电电荷量，没有大小、形状的理想化模荷量，没有大小、形状的理想化模型，型，类类似于力学中的似于力学中的质质点，点，实际实际中并不存在中并不存在(2)一个一个带电带电体能否看成点体能否看成点电电荷，是相荷，是相对对于具体于具体问题问题而而言的，不能言的，不能单单凭其大小和形状确定凭其大小和形状确定第12页，本讲稿共45页2举举例例说说明明(1)均匀均匀带电带电球体，半径球体，半径为为R.若若电电荷分布不荷分布不变变,研研究究rR的任何点的的任何点的电场电场分布分布时时，

7、可看成点，可看成点电电荷，荷，与与电电荷量集中的球心的点等效；荷量集中的球心的点等效；若若电电荷分布是荷分布是可改可改变变的，在附近放另一个的，在附近放另一个电电荷荷时时，其表面，其表面电电荷荷量的分布量的分布发发生改生改变变，就不能看成点，就不能看成点电电荷；荷；若研若研究的位置离得很究的位置离得很远远(rR)，就可以把球看成点，就可以把球看成点电电荷荷第13页，本讲稿共45页(2)板状板状带电带电体或杆状体或杆状带电带电体，体，对对于附近的其他于附近的其他电电荷，荷，均不能看成点均不能看成点电电荷，只有你研究的位置到荷，只有你研究的位置到电电荷的距荷的距离离远远远远大于大于带电带电体的体的

8、线线度度时时，才能当作点，才能当作点电电荷荷处处理理第14页，本讲稿共45页即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1下列关于点下列关于点电电荷荷说说法法错误错误的是的是()A电电子和子和质质子在任何情况下都可子在任何情况下都可视为视为点点电电荷荷B均匀均匀带电带电的的绝缘绝缘球体在球体在计计算算库仑库仑力力时时一般可一般可视视为为点点电电荷荷C带电带电的的细细杆在一定条件下可以杆在一定条件下可以视为视为点点电电荷荷D带电带电的金属球有的金属球有时时能能视为视为点点电电荷，有荷，有时时不能不能视视为为点点电电荷荷第15页，本讲稿共45页解析：解析：选选A.带电带电体能否体能否视

9、为视为点点电电荷，要看它荷，要看它们们本身本身的的线线度是否比它度是否比它们们之之间间的距离小得多，而不是看的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是看它所物体本身有多大，也不是看它所带带的的电电荷量有多荷量有多大大第16页，本讲稿共45页第17页，本讲稿共45页3两个两个电电荷荷间间的距离的距离r0时时，两，两电电荷已失去了点荷已失去了点电电荷的前提条件，所以荷的前提条件，所以违违背了背了库仑库仑定律的适用条件，定律的适用条件，不能再运用不能再运用库仑库仑定律定律计计算两算两电电荷荷间间的相互作用力的相互作用力因此不能因此不能认为认为F.4库仑库仑力具有力的一切性力具有力的一切性质质，相互

10、作用的两个点，相互作用的两个点电电荷之荷之间间的作用力遵守牛的作用力遵守牛顿顿第三定律，第三定律，应应用用库仑库仑定律定律时时仍仍应该对带电应该对带电体体进进行受力分析行受力分析库仑库仑力同力同样样遵守平行四遵守平行四边边形定形定则则，在解决多个，在解决多个电电荷相互作荷相互作用用时时矢量合成法矢量合成法则则同同样样有效有效.第18页，本讲稿共45页5式中各量的式中各量的单单位要位要统统一用国一用国际单际单位，与位，与k9.0109 Nm2/C2 统统一一6如果一个点如果一个点电电荷同荷同时时受到另外的两个或更多受到另外的两个或更多的点的点电电荷的作用力，可由静荷的作用力，可由静电电力叠加的原

11、理求出力叠加的原理求出合力合力第19页，本讲稿共45页即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2(2011年福州高二年福州高二单单元元检测检测)对对于于库仑库仑定律的理解定律的理解错误错误的是的是()A库仑库仑定律适用于真空中的点定律适用于真空中的点电电荷荷B当半径当半径为为r的两的两带电带电小球相距小球相距为为r时时，可用，可用库仑库仑定定律律计计算它算它们间们间的静的静电电力力C在干燥空气中的两个点在干燥空气中的两个点电电荷荷间间的静的静电电力可用力可用库仑库仑定律定律计计算算D相互作用的两个点相互作用的两个点电电荷，不荷，不论论它它们们的的电电荷量是否荷量是否相同，它相同

12、，它们们各自所受的各自所受的库仑库仑力大小一定相等力大小一定相等第20页，本讲稿共45页解析：解析：选选B.库仑库仑定律的适用条件是真空中的点定律的适用条件是真空中的点电电荷，荷，干燥空气中的点干燥空气中的点电电荷也近似适用，故荷也近似适用，故A、C正确；半径正确；半径为为r的两小球距离是的两小球距离是r时时，不能看做点，不能看做点电电荷，故荷，故库库仑仑定律不适用，定律不适用，B错误错误；两点；两点电电荷荷间间的静的静电电力是一力是一对对作用力与反作用力，大小一定相等，故作用力与反作用力，大小一定相等，故D正确正确第21页，本讲稿共45页三、三、电场电场力与万有引力的比力与万有引力的比较较库

13、仑库仑定律定律万有引力定律万有引力定律公式公式产产生生原因原因存在于存在于电电荷荷间间，不只，不只有吸引也可能有排斥有吸引也可能有排斥只要有只要有质质量就有引力量就有引力,因此称因此称为为万有引力万有引力相互相互作用作用库仑库仑力与它力与它们电们电荷量荷量的乘的乘积积成正比成正比吸引力与它吸引力与它们质们质量的量的乘乘积积成正比成正比相似相似与距离的平方成反比遵从牛与距离的平方成反比遵从牛顿顿第三定律第三定律第22页，本讲稿共45页特特别别提醒：提醒：(1)库仑库仑力和万有引力是不同性力和万有引力是不同性质质的力的力(2)万有引力定律适用万有引力定律适用时时，库仑库仑定律不一定适用定律不一定适

14、用.第23页，本讲稿共45页即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)3.如如图图121所示，两个所示，两个质质量均量均为为m的完全相同的的完全相同的金属球壳金属球壳a与与b，其壳，其壳层层的厚度和的厚度和质质量分布均匀，将它量分布均匀，将它们们固定于固定于绝缘绝缘支座上，两球心支座上，两球心间间的距离的距离L为为球半径的球半径的3倍若使它倍若使它们带们带上等量异种上等量异种电电荷，使其荷，使其电电荷量的荷量的绝对值绝对值均均为为Q，那么，那么，a、b两球之两球之间间的万有引力的万有引力F引引与与库仑库仑力力F库库分分别为别为()第24页，本讲稿共45页图图121第25页，本讲稿

15、共45页解析：解析：选选D.万有引力定律适用于两个可看成万有引力定律适用于两个可看成质质点点的物体，的物体，虽虽然两球心然两球心间间的距离的距离L只有其半径只有其半径r的的3倍，但由于其壳倍，但由于其壳层层的厚度和的厚度和质质量分布均匀量分布均匀,两球壳两球壳可看成可看成质质量集中于球心的量集中于球心的质质点因此，可以点因此，可以应应用用万有引力定律由万有引力定律由错错解原因分析可知解原因分析可知,此此时时两小两小球不能看成点球不能看成点电电荷，即荷，即库仑库仑定律不适用定律不适用综综上所上所述，述，对对于于a、b两两带电带电球壳的整体来球壳的整体来说说，满满足万有引足万有引力定律的适用条件，

16、不力定律的适用条件，不满满足足库仑库仑定律的适用条件，定律的适用条件，故只有故只有选项选项D正确正确.第26页，本讲稿共45页 两个半径均两个半径均为为r的金属球放在的金属球放在绝缘绝缘支架上，两支架上，两球面最近距离球面最近距离为为r，带带等量异种等量异种电电荷，荷，电电荷量荷量为为Q，两球两球间间的静的静电电力力为为下列下列选项选项中的哪一个中的哪一个()课堂互动讲练课堂互动讲练库仑定律条件的应用库仑定律条件的应用例例例例1 1图图122第27页，本讲稿共45页【精【精讲讲精析】精析】两球两球间间距和球本身大小差不多距和球本身大小差不多,不符不符合合简简化化为为点点电电荷的条件，因荷的条件

17、，因为库仑为库仑定律的公式定律的公式计计算算仅仅适用于点适用于点电电荷，所以不能用公式荷，所以不能用公式计计算我算我们们可以根据可以根据电电荷荷间间的相互作用的相互作用规规律作一个定性分析由于两律作一个定性分析由于两带电带电体体带带等量异种等量异种电电荷，荷，电电荷荷间间相互吸引，因此相互吸引，因此电电荷在荷在导导体球上体球上的分布的分布第28页，本讲稿共45页【答案】【答案】B第29页，本讲稿共45页【方方法法总总结结】库库仑仑定定律律另另一一条条件件是是“真真空空中中”，一一般般在在没没有有特特殊殊说说明明的的情情况况下下，都都可可按按真真空空来来处处理理本本题题若若不不考考虑虑到到库库仑

18、仑定定律律的的适适用用条条件件，很很容容易易根根据据库库仑仑定定律律计计算算选选择择A.实实际际上上在在本本题题中中两两球球不不符符合合简简化化为为点点电电荷荷的的条条件件，因因此此不不能能使使用用库库仑仑定定律律计计算算第30页，本讲稿共45页 (2011年太原年太原质检质检)如如图图123所示，所示，悬悬挂在挂在O点的一根不点的一根不可伸可伸长长的的绝缘细线绝缘细线下端有一个下端有一个带带电电荷量不荷量不变变的小球的小球A.在两次在两次实验实验中，均中，均缓缓慢移慢移动动另一另一带带同种同种电电荷荷的小球的小球B.当当B到达到达悬悬点点O的正下方的正下方并与并与A在同一水平在同一水平线线上

19、上时时，A处处于于库仑力作用下的平衡问题库仑力作用下的平衡问题例例例例2 2图图123第31页，本讲稿共45页受力平衡，受力平衡，悬线悬线偏离偏离竖竖直方向的角度直方向的角度为为，若两次，若两次实验实验中中B的的电电荷量分荷量分别为别为q1和和q2，分分别为别为30和和45.则则q2/q1为为()第32页，本讲稿共45页【精【精讲讲精析】精析】设细线长为设细线长为l，A的的带电带电荷量荷量为为Q.A与与B处处在同在同一水平一水平线线上，以上，以A为为研究研究对对象，象，受力分析作出受力受力分析作出受力图图，如，如图图124所示根据平衡条件可所示根据平衡条件可知，知，库仑库仑力跟重力的合力与力跟

20、重力的合力与细细线线的拉力等大反向，由几何关系列式得的拉力等大反向，由几何关系列式得图图124第33页，本讲稿共45页【答案】【答案】C第34页，本讲稿共45页【方法【方法总结总结】对对于力于力电综电综合合问题问题，其解决，其解决问题问题的关的关键键仍然是研究仍然是研究对对象的象的选选取和正确的受力分析，但要取和正确的受力分析，但要注意注意库仑库仑力的大小不力的大小不仅仅和距离有关和距离有关,而且而且还还与所与所带电带电量有关，量有关，库仑库仑力的力的变变化又会化又会导导致物体的受力情况和致物体的受力情况和位置的改位置的改变变第35页，本讲稿共45页 (2011年年龙龙岩高二岩高二综综合合检测

21、检测)在真空中有两个在真空中有两个相距相距为为r的点的点电电荷荷A和和B，带电带电荷量分荷量分别为别为q1q和和q24q，若要将第三个，若要将第三个电电荷荷q3放入，要求放入放入，要求放入q3后后三三电电荷均荷均处处于平衡状于平衡状态态，对对q3的的电电荷量及荷量及电电性有性有何要求？何要求？同一直线上静电力的合成同一直线上静电力的合成例例例例3 3第36页，本讲稿共45页【思路点【思路点拨拨】解此解此题题注意以下几点：注意以下几点：(1)正确正确选选取研究取研究对对象并受力分析象并受力分析(2)根据根据库仑库仑力公式力公式计计算每个算每个电电荷的受力大小荷的受力大小.(3)根据静根据静电电力

22、的叠加力的叠加结结合平衡条件列方程求解合平衡条件列方程求解.第37页，本讲稿共45页【自主解答】【自主解答】(1)若若A、B固定，固定，要要让让q3平衡，只需是平衡，只需是q3所受的所受的A、B对对它的静它的静电电力大小相等，方向相反即可力大小相等，方向相反即可让让q3受力受力平衡，必平衡，必须须和和q1、q2在同一直在同一直线线上，因上，因为为q1、q2带带异种异种电电荷，所以荷，所以q3不可能在它不可能在它们们之之间间再根据再根据库仑库仑定定律，静律，静电电力和距离的平方成反比可推知力和距离的平方成反比可推知q3应该应该在在q1、q2的的连线连线上，且在上，且在q1的外的外侧侧(离离电电荷

23、量小的荷量小的电电荷近一荷近一点的地方点的地方)设设图图125第38页，本讲稿共45页第39页，本讲稿共45页三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！第40页，本讲稿共45页【答案】【答案】A、B固定固定时时，对对q3的的电电性和性和电电荷量没有荷量没有要求；要求；A、B不固定不固定时时，q34q，xr.第41页，本讲稿共45页图图126变变式式训练训练如如图图126所示，同一直所示，同一直线线上的上的三个点三个点电电荷荷q1、q2、q3恰好都恰好都处处于平衡状于平衡状态态，除受相互作用的静除受相互作用的静电电力外不受其他外力作用，力外不受其他外力作用，已知已知q1、q2间间的距离是的距离是q2、q3间间距离的距离的2倍，下倍，下列列说说法不正确的是法不正确的是().第42页，本讲稿共45页Aq1、q3为为正正电电荷，荷，q2为负电为负电荷荷Bq1、q3为负电为负电荷，荷，q2为为正正电电荷荷Cq1q2q33649Dq1 q2 q39 4 36第43页，本讲稿共45页第44页，本讲稿共45页完全免费,无需注册,天天更新！第45页，本讲稿共45页