资源简介

(共28张PPT)
第九章 静电场及其应用
2 库仑定律
导入新课
电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，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取决于哪些因素呢？
一 电荷之间的作用力
1.观看视频，思考以下问题。
交流讨论
(1)悬绳为什么发生了偏转？
提示：受到起电机金属球的排斥力
(2)当棉球的位置发生变化时，悬绳的偏转程度也发生了变化，你发现什么规律？
提示：靠的越近、悬绳的偏转程度越大
点击播放视频
2.探究影响电荷间相互作用力的因素。
(1)采用什么实验方法？
控制变量法
(2)如何求出点电荷之间的相互作用力？
提示：从作用力表达式 F=mgtanα中,
根据偏转角的大小确定静电力的大小。
一 电荷之间的作用力
(3)通过模拟实验得出什么结论？
提示：当两小球电量不变时，力随距离增加而减小；当距离不变时，力随电量的增加而增加。
3.两个实际的带电体间的相互作用力与它们自身的大小、形状以及电荷分布有关系吗？
提示： 由于电荷间相互作用，当带电物体靠的较近时，电荷的分布会因物体的大小和形状受到影响，出现不均匀分布的现象。
一 电荷之间的作用力
4.什么情况才可以把带电物体当作一个质点？
提示：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
1.库仑定律的内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
一 电荷之间的作用力
2.适用范围：真空中的点电荷。
梳理深化
一 电荷之间的作用力
3.带电物体可以看成点电荷的条件
当带电物体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，可以看作点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
4.库仑力的方向
同种电荷间为排斥力，沿着连线背离电荷向外；异种电荷间为吸引力，沿着连线向内。
一 电荷之间的作用力
5.库仑力的性质
(1) 库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。
⑵ 库仑力遵守牛顿第三定律，一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
⑶ 库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则。
一 电荷之间的作用力
例1.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定（ ）
A.两球都带正电
B.两球都带负电
C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力
D.两球受到的静电力大小相等
D
巩固提升
一 电荷之间的作用力
练习1.（多选）将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上,从静止开始释放,则下列叙述正确的是（ ）
A.它们的加速度一定在同一直线上,而且方向可能相同
B.它们的加速度可能为零
C.它们的加速度方向一定相反
D.它们的加速度大小之比保持不变
CD
一 电荷之间的作用力
例2.下列关于点电荷的说法，正确的是 （ ）　　
A.只有体积很大的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.一切带电体都能看成点电荷
D.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
D
一 电荷之间的作用力
练习2.（多选）关于元电荷和点电荷的理解正确的是 （ ）
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想化模型
BD
二 库仑实验
法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。
1.阅读课本第7页，熟悉库仑扭秤的结构，明确其测量原理。
(1)B球的作用是什么呢？
提示：使A球在水平面内平衡
(2)如何观测库仑力的大小？
提示：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系。
交流讨论
二 库仑实验
2.实验方法和实验步骤主要有哪些？
(1)实验方法：控制变量法。
(2)实验步骤：改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r的关系；改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系。
二 库仑实验
3.观看实验视频，总结实验结论。
(1)力F与距离r的二次方成反比。
(2)力F与q1和q2的乘积成正比。
(3)力F与q1和q2的关系：
1.实验装置：库仑扭秤。
2.实验方法：控制变量法。
3.实验结论
二 库仑实验
(1)力F与距离r的二次方成反比。
(2)力F与q1和q2的乘积成正比。
梳理深化
二 库仑实验
例3.判断下列选项是否正确
(1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比。（ ）
(2)实验表明两个带电体的距离越大，作用力就越小。（ ）
(3)点电荷是一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，是一种
理想化模型。（ ）
(4)球形带电体一定可以看成点电荷。（ ）
(5)很大的带电体也有可能看做点电荷。（ ）
√
×
巩固提升
√
×
√
三 静电力的计算
1.完成课本第8页例题1，你能初步谈谈库仑力和万有引力的共同点和不同点吗？
项目 万有引力定律 库仑定律
不同点 只有引力 既有引力又有斥力
天体间表现明显 微观带电粒子表现明显
都是场力 万有引力场 电场
公式
条件 两质点之间 两点电荷之间
交流讨论
2.如果存在两个以上点电荷，如何求每个点电荷受到其他所有点电荷对它的作用力？完成课本第9页例题2。
提示：两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
三 静电力的计算
1.大小计算：电性的正负号不代入公式，取绝对值。
2.方向判断：利用电荷的性质确定。
3.多个带电体同时存在：利用力的平行四边形定则求出合力。
三 静电力的计算
库仑定律
梳理深化
例4.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q 和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1，现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为（ ）
A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶1
D
三 静电力的计算
巩固提升
三 静电力的计算
练习3.如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30 g，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)
解：设A、B间的距离为L，
对B：F＝mgtan 30°＝0.3 N
三 静电力的计算
例5.如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m, 彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球。三个小球在运动过程中保持间距r不变， 三个小球均可视为点电荷。
求：
(1)C球的电性和电荷量大小；
(2)水平力F的大小。
三 静电力的计算
解：(1)A球受到B球与C球的库仑力作用后，产生水平向右的加速度，所以C球对A球的库仑力为引力,C球带负电，
对A球，竖直方向有 ，
所以Q=2q。
(2)对A球，水平方向 有 ，
将ABC作为整体，则 。
三 静电力的计算
练习4.如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C (可视为质点)．若它们恰能处于平衡状态，则这三个小球所带电荷量及电性的关系，可能为下面的（ ）
A.－9q、4q、－36q B.4q、9q、36q
C.－3q、2q、8q D.3q、－2q、6q
A
课堂小结
知识
点电荷是理想模型
库仑定律
适用条件：真空中两个点电荷
内容、公式
静电力的计算
库仑实验
思维
控制变量法
转换法
课外拓展
两个正点电荷Q1＝Q和Q2＝4Q分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示。
(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处
由静止释放，求它在AB连线上运动过程中达到
最大速度时的位置离A点的距离。
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度最大时的位置在P处。试求出图中PA和AB连线的夹角θ。
课外拓展
解：(1) 正点电荷在A、B
连线上速度最大处对应该
电荷所受合力为零，即
(2) 点电荷在P点处，若其所受库仑力的合力沿QP方向，则它在P点处速度最大，即此时满足

展开更多......

收起↑