2 庫(kù)侖定律,1.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),定性了解電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離的關(guān)系。 2.知道點(diǎn)電荷是個(gè)理想模型,知道帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件,感悟科學(xué)研究中建立理想模型的重要意義。 3.知道庫(kù)侖定律的文字表述及其公式表達(dá)。通過(guò)靜電力與萬(wàn)有引力的對(duì)比,體會(huì)自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性。 4.了解庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)。,1.庫(kù)侖定律 (1)內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。 (2)公式:F= 1 2 2 ,其中是比例系數(shù),叫作靜電力常量,=9.0×109 N·m2/C2。 (3)庫(kù)侖定律的適用條件:真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間。,·構(gòu)建體系 (1)庫(kù)侖扭秤的原理:如圖所示,A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn),通過(guò)懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。 (2)電荷量的定量量度:一個(gè)帶電的金屬球與另一個(gè)不帶電的完全相同的金屬球接觸后,前者的電荷量就會(huì)分給后者一半。,3.靜電力的疊加原理 (1)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不會(huì)(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。 (2)兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力,等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。,1.對(duì)點(diǎn)電荷的理解 (1)點(diǎn)電荷是理想化的物理模型 點(diǎn)電荷是只有電荷量,沒(méi)有大小、形狀的理想化模型,類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),實(shí)際中并不存在。 (2)帶電體看成點(diǎn)電荷的條件 如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以至于帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響很小,就可以忽略帶電體的形狀、大小等次要因素,只保留對(duì)問(wèn)題有關(guān)鍵作用的電荷量,帶電體就能看成點(diǎn)電荷。這樣處理會(huì)使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化,對(duì)結(jié)果又沒(méi)有太大的影響,是物理學(xué)中經(jīng)常用到的方法。,(3)點(diǎn)電荷只具有相對(duì)意義 點(diǎn)電荷是一個(gè)相對(duì)的概念,一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷,是相對(duì)于具體問(wèn)題而言的,不能單憑其大小和形狀確定。 另外,帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時(shí)帶電體才能看作點(diǎn)電荷,還與問(wèn)題所要求的精度有關(guān)。從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時(shí),完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。,特別提醒(1)點(diǎn)電荷與力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)類似,是在研究復(fù)雜物理問(wèn)題時(shí)引入的一種理想化模型。 (2)不少物理問(wèn)題都與較多的因素有關(guān),要研究其與所有因素的關(guān)系是很困難的,抓住主要因素構(gòu)建物理模型,才可以簡(jiǎn)化研究的過(guò)程。,特別提醒(1)庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力是兩種不同性質(zhì)的力,受力分析時(shí)不要混淆。 (2)在微觀帶電粒子(電子、質(zhì)子、原子核和失去外層電子的離子等)的相互作用中,靜電力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力。,(3)庫(kù)侖定律的應(yīng)用 庫(kù)侖定律既可以計(jì)算庫(kù)侖力的大小,還可以判斷庫(kù)侖力的方向。當(dāng)帶電體帶負(fù)電荷時(shí),不必將負(fù)號(hào)代入公式中,只將電荷量的絕對(duì)值代入公式算出力的大小,再依據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來(lái)判斷方向。如果一個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)受到兩個(gè)或更多的點(diǎn)電荷的作用力,可以根據(jù)力的合成法則求合力。需要注意的是,只有各物理量都采用國(guó)際單位,k的數(shù)值才是9.0×109 N·m2/C2。,類型一,類型二,類型三,如圖所示,兩個(gè)半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上,兩球面最近距離為r,帶等量異種電荷,電荷量為Q。關(guān)于兩球之間的靜電力,下列選項(xiàng)中正確的是( ),類型四,類型一,類型二,類型三,類型四,類型一,類型二,類型三,題后反思(1)帶電體能簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷,是應(yīng)用庫(kù)侖定律的前提條件。另一個(gè)前提條件是“真空”中,一般沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下,都可按真空來(lái)處理。 (2)求解實(shí)際帶電體間的靜電力,可以把實(shí)際帶電體轉(zhuǎn)化為點(diǎn)電荷,再求解庫(kù)侖力;對(duì)于不要求定量計(jì)算的實(shí)際帶電體間的靜電力,可以用庫(kù)侖定律定性分析。,類型四,類型一,類型二,類型三,類型四,類型一,類型二,類型三,設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為l,A的電荷量為Q。A與B處在同一水平線上,以A為研究對(duì)象,受力分析,作出受力圖,如圖所示。根據(jù)平衡條件可知,庫(kù)侖力跟重力的合力與細(xì)線的拉力等大反向,由幾何關(guān)系列式得,類型四,類型一,類型二,類型三,題后反思庫(kù)侖力的大小既與電荷量的乘積有關(guān),又與兩點(diǎn)電荷間的距離有關(guān),庫(kù)侖力的大小變化由二者共同決定。帶電物體在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題,是力學(xué)問(wèn)題在電場(chǎng)中的體現(xiàn)。常用的方法有解析法、圖解法、合成法、分解法、相似三角形法等。,類型四,類型一,類型二,類型三,如圖所示,等邊三角形ABC,邊長(zhǎng)為l,在頂點(diǎn)A、B處有等量異種點(diǎn)電荷QA、QB,QA=+Q,QB=-Q,求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷QC所受的庫(kù)侖力。,點(diǎn)撥:點(diǎn)電荷QC在C點(diǎn)同時(shí)受QA、QB的作用力,遵循平行四邊形定則。,類型四,類型一,類型二,類型三,類型四,類型一,類型二,類型三,類型四,類型一,類型二,類型三,類型四,題后反思某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫(kù)侖力作用時(shí)可利用力的平行四邊形定則求出其合力,但要明確各個(gè)庫(kù)侖力的大小和方向,充分利用好幾何關(guān)系。,類型一,類型二,類型四,類型三,庫(kù)侖定律與電荷守恒定律的綜合應(yīng)用 【例4】 有三個(gè)完全一樣的金屬球A、B、C,A球帶的電荷為7Q,B球帶的電荷為-Q,C球不帶電,將A、B兩球固定,然后讓C球先跟A球接觸,再跟B球接觸,最后移去C球,則A、B球間的作用力大小變?yōu)樵瓉?lái)的多少? 點(diǎn)撥:先根據(jù)電荷均分原理確定接觸后A、B帶的電荷,然后由庫(kù)侖定律寫出接觸前后庫(kù)侖力的表達(dá)式,問(wèn)題即可求解。,類型一,類型二,類型四,類型三,類型一,類型二,類型四,類型三,