高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律备课ppt课件

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一、物体带电的三种方式1、摩擦起电 2、感应起电 3、接触带电
二、 电荷守恒定律 ： 电荷既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论称为电荷守恒定律
三、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷 电荷量的常用值： e=1.60×10－19C 四、比荷： 电子的电荷量e与电子的质量me之比，称为电子的比荷。
1.万有引力定律的内容?
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体质量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比。
3.两个物体之间的作用力（引力）随着质量的增大而增大，随着距离的增大而减小。
电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？
同种电荷之间存在斥力 异种电荷之间存在引力
猜想：F与q、r有什么具体关系？
再猜想：电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力定律的大小具有相似的形式呢？会不会是 ？
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,定量(用数学公式语言进行相关描述)讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
探究影响电荷间的相互作用力的因素：
（１）以上我们只是定性的研究，真正定量的研究是由法国学者库仑完成的。
（２）这种电荷之间的相互作用力叫做静电力或库仑力。
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。
电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。
（1）真空中 （2）静止的 （3）点电荷
（1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对我们所讨论的问题影响甚小，相对来说可把带电体看作一带电的点，叫做点电荷。 均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。
（2）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点。
（2）使A带正电，之后取一与A、B完全相同的带正电的球C，当C靠近A时，静电力使银丝有一个扭转角，力越大扭转角度越大。
1、F与r的关系(q不变）
2、F与q的关系(r不变）
式中的k是比例系数，叫做静电力常量。通过实验测定其值为:
k＝9.0×109N·m2/C2
二、库仑定律的表达式：
①式中的k是比例系数，叫做静电常量，
②计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
例1、下面关于点电荷的说法正确的是(　　)A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小远小于它们间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷
带电体能否看做点电荷，和带电体的体积无关，主要看带电体的体积对所研究的问题是否可以忽略
例2 、如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(　　)
a、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集
例3 如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为(　　)
例4、两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示，A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则 (　　)A．Q3为负电荷，且放于A左方　　B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为正电荷，且放于A与B之间D．Q3为正电荷，且放于B右方
库仑力作用下三个自由点电荷的平衡问题
1．模型构建。(1)三个点电荷共线。(2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力。(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等，方向相反，为一对平衡力。2．模型规律。(1)“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上。(2)“两同夹异”——正负电荷相互间隔。(3)“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小。(4)“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
例5 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ ） A －Q，在A左侧距A为L处B －2Q，在A左侧距A为L/2处C －4Q，在B右侧距B为L处 D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡
题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？
此时，A、B不能保持平衡
解得：q=4Q 带负电
1、内容： 真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟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.
3、适用条件：⑴ 真空 ⑵ 点电荷
4、点电荷： 是一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.
k=9.0×109N·m2/C2
1．下列关于点电荷的说法中，正确的是(　　)A．带电球体一定可以看成点电荷B．直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷C．直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷D．点电荷与质点都是理想化的模型
解析：点电荷与质点都是为研究问题而理想化的模型，只要其体积、形状不影响研究的问题就可以理想化，故D正确．能否看成点电荷并不是依据电荷本身的大小和形状，故A、B、C错．
2．真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下列的哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F(　　)A．使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍B．使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍C．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍D．保持电荷量不变，使距离变为原来的2/3倍
4．如下图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A，B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为(　　)A．一定是正电B．一定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法判断
5．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如下图所示．现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为(　　)
6.如下图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为(　　)
1、关于点电荷的下列说法中正确的是( ) A .真正的点电荷是不存在的． B .点电荷是一种理想模型． C .足够小的电荷就是点电荷． D .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究的问题的影响是否可以忽略不计
3、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ） A．F/2 B．F/4 C．F/8 D．3F/8