《2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第1章 第2节 探究静电力 (数理化网).pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件：第1章 第2节 探究静电力 (数理化网).pptx（22页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第二节 探究静电力,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、点电荷 本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体,它是一个理想化的模型. 现有一个半径为20 cm的带电圆盘,能否把它看作点电荷? 答案：能否把带电圆盘看作点电荷,不能只看大小,要视具体情况而定.例如,若考虑它与10 m 远处的一个电子的作用力时,完全可以把它看作点电荷;若电子距圆盘只有1 mm时,这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面,而不能看作点电荷.,目标导航,预习导引,一,二,二、库仑定律 1.探究方法:控制变量法 (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系 电荷量不变时,电荷间的距离增大,作用力减小;距离减小时
2、,作用力增大. (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系 电荷间距离不变时,电荷量增大,作用力增大;电荷量减小,作用力减小.,目标导航,预习导引,一,二,2.库仑定律 (1)内容:在真空中两个点电荷之间的作用力,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.同种电荷相斥,异种电荷相吸. (3)静电力常量k=9.0109 Nm2/C2. (4)点电荷之间的作用力称为静电力,又叫做库仑力.,目标导航,预习导引,一,二,有同学认为,公式 中,当r0时,两者的库仑力F趋向无穷大,你认为可能吗?为什么? 答案：不可能. 因为库仑定律仅适用于真空中的点电荷,当两带电
3、体无限靠近,即r0时,带电体不能看成点电荷,当然就不能应用库仑定律来计算.应用库仑定律前切记其适用范围.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,1.在中学物理中,库仑定律的表达式只适用于真空中的点电荷. 2.两个点电荷之间的静电力作用是相互的,它们遵循牛顿第三定律. 3.两个点电荷之间的相互作用力都独立地满足库仑定律的表达式,不因其他电荷的存在而受影响;任何一个电荷所受的静电力等于周围其他各个点电荷对它的作用力的合力. 4.两个带电球体间的库仑力,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,应用库仑定律时,电荷的“正、负号”有无必要代入公式? 答案：计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行
4、.用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小;力的方向再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引判断.,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例题】 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为 ,式中k为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为( ) A.kgA2m3 B.kgA-2m3s-4 C.kgm2C-2 D.Nm2A-2,答案：B,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,知识精要
5、,思考探究,典题例解,迁移应用,1.如图所示,两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量为Q.关于两球之间的静电力,下列选项中正确的是( ),知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,答案:B 解析:两球间的距离和球本身的大小差不多,不符合简化成点电荷的条件,因为库仑定律的公式只适用于点电荷,所以不能用公式去计算.我们可以根据电荷间的相互作用的规律来做一个定性分析,由于两带电体带等量异种电荷,电荷间相互吸引,因此电荷在金属球上的分布不均匀,会向正对的一面集中,电荷间的距离就要比3r小,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.真空中有两个点电荷q1、q2,
6、相距18 cm,已知q1带正电,其电荷量为1.810-12 C,它们之间的引力大小为F=1.010-12 N,求q2的电荷量及带电性质. 答案：2.010-12 C,负电 解析：由于是真空中两个点电荷,符合运用库仑定律解题的条件.根据库仑定律 得: 因为电荷间表现为引力,可见q2是带负电.,知识链接,案例探究,类题试解,库仑力作用下的平衡问题 遇到这类问题,一般的处理方法: 1.受力分析,分清受什么力; 2.状态分析,平衡状态还是其他状态; 3.根据规律列方程求解.,知识链接,案例探究,类题试解,(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点
7、,A上带有Q=3.010-6 C 的正电荷.两线夹角为120,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2;静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,A、B球可视为点电荷),则( ) A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上, 此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小 F1=F2=0.866 N,知识链接,案例探究,类题试解,知识链接,案例探究,类题
8、试解,1.(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则( ),知识链接,案例探究,类题试解,知识链接,案例探究,类题试解,2.在真空中有两个相距为r的点电荷A和B,所带电荷量分别为q1=-q和q2=4q,现要将第三个带电荷量为q3的点电荷C放入,要求放入C后三个电荷均处于平衡状态,对C的电荷量及电性有何要求?
9、答案:见解析,知识链接,案例探究,类题试解,解析:(1)若A、B固定,要让C平衡,只要使C所受的A、B对它的静电力大小相等,方向相反即可.C受力平衡,必须和A、B在同一直线上,因为A、B带异种电荷,所以C不可能在它们之间.再根据库仑定律,静电力和距离的二次方成反比可推知C应该在A、B的连线上A的左侧(离小电荷量的电荷近一点的地方),如图所示.设C离A的距 离是x,根据库仑定律和平衡条件列式 将q1、q2的已知量代入得x=r,对C的电性和电荷量没有要求.,知识链接,案例探究,类题试解,(2)若A、B不固定,要同时使三个电荷受的静电力的合力都等于零,需要同时分析三个电荷的受力情况.要使三个电荷都处于平衡状态,就对C的电性有要求.C不能带负电.若C带负电,则A、B都不能平衡;同时C也不能处于A、B的中间或B的外侧,只能在A的左侧如图所示.根据库仑定律和平衡条件,对C,