第1章 电荷的相互作用 章末整合课件(沪科版选修3-1)

N＝
7.37×10－21 N.
(2)A、B两球接触时会发生电中和，使“净电荷” 总量减小，剩下的“正”净电荷将重新分布．
由于A、B两球是完全相同的导体球，剩余的净 电荷将平均分配，A、B两球将带上同种电荷，故放 回原处后，A、B间的库仑力变为斥力．
两球接触后，它们的带电情况为：
QA＝QB＝qA＋2 qB＝6.4－2 3.2×10－16 C
不同点
万有引力定律
库仑定律
只有引力 既有引力又有斥力
天体间表现明显
微观带电粒 子间表现明显
都是场力 公式 条件
万有引力场 F＝Gmr1m2 2 两质点之间
电场
F＝kqr1q2 2 两点电荷之间
【例2】 氢原子由一个质子和一个电子组成，根 据经典模型，电子绕核做圆周运动，轨道半径r是 5.3×10－11 m，已知质子的质量MP为1.67×10－27 kg， 电子的质量Me为9.1×10－31 kg，万有引力常量G为 6.7×10－11 N·m2/kg2.求：
2.库仑定律 （1）公式：F=kq1rq22
①适用条件：真空点电荷;②当r→0时，库仑定 律不再适用.
(2)研究电荷间的相互作用时，首先要注意判断 是否符合库仑定律的适用条件，其次要注意电荷的 电性及作用力的方向．
【例1】 真空中有两个完全相同的金属小球，A 球带qA＝6.4×10－16 C的正电荷，B球带qB＝－3.2× 10－16 C的负电荷，均可视为点电荷，求：
答案：－2 m/s2
(3)FF静 引＝2.3×1039， 由此可见，静电力要比万有引力大得多．
库仑定律与力学知识的综合应用
库仑力也是一种性质力，它经常与牛顿第二定律 相结合，考查学生的综合能力．
【例3】在绝缘的光滑水平面 上固定着等质量的a，b，c三个带 电小球，三球共线如图1－1所示，
图1-1
若释放a球，a球的初始加速度为－1 m/s2(以向右为 正方向)；若释放c球，c球的初始加速度为3 m/s2， 假设库仑定律仍然适用，那么在释放b球后，b球的 初始加速度是多少？
库仑定律和电荷守恒定律的结合
1.使物体带电的方式有：接触起电、摩擦起电、 感应起电，但总电荷量并未发生变化，只是电荷从一 个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到物 体的另一部分.
注意：完全相同的两个金属球带电荷量分别为 q1、 q2 时，若 q1、q2 为同种电荷，则两球接触后带电荷量 均为q1+2q2,若 q1、q2 为异种电荷，则两球接触后带电荷 量均为|q12-q2|.
荷量e的整数倍.把e=1.6×10果带电体的大小比它到其他带
个 概
电体的距离小得多,以致带电体的
念
形状和电荷在它上面的分布对所
研究的问题已无关紧要时,这样的
带电体就可视为点电荷，是一种
理想化模型
电荷守恒定律:电荷既不能被创造也
不能被消灭,只能从一个物体转移
电两
到另一个物体,或者从物体的一部
荷 个 分转移到另一部分,在转移的过程
的 基 中,电荷的总量不变
相 互 作
本 库仑定律:真空中两个静止的点电荷
定 律
之间相互作用力的大小,跟它们的
用
电荷量q1与q2的乘积成正比,跟它
们距离r的平方成反比,作用力的
方向沿着它们的连线
静电与生活
雷电与避雷 人体上的静电 静电与现代科技 静电的危害与控制
(1)当它们相距为0.5 m时，A、B间的库仑力为 多大？
(2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的 库仑力又为多大？
解析：(1)A、B 两球带异种电荷，因此，AB 间的
库仑力是引力，由库仑定律可得它们间的库仑引力大小
为
F
＝
k
qAqB r2
＝
9×109×
6.4×10－16×3.2×10－16 0.52
样的关系，因为c球的初始加速度是a球的3倍且方向
与a球相反，也就是说，c球所受的合力是a球的3倍，
方向与a球相反，于是，可以得出下式Fac＋Fbc＝－ 3(Fba＋Fca)＝3(Fab＋Fac)，从而得到：Fba＋Fbc＝ 2(Fab＋Fac)，所以Fab＋Fcb＝2(Fba＋Fca)，由此可知， b球的初始加速度是－2 m/s2.
章末整合
使物体带电的方式
电荷的相 互作用
两个概念 两个基本定律
静电与生活
使物 体带 电的 方式
接触起电:一个不带电的物体和一个带电的物 体接触后,原来不带电的物体也会 带上与带电体同种的电荷
摩擦起电:通过两种材料的相互摩擦而使物体 带电
感应起电:用感应(不接触)的方法使物体带电
元电荷:任何带电体所带的电荷量总是电
＝1.6×10－16 C
所以分别放回原处后，两球间的库仑力为： F′＝kQArQ2 B＝9×109×1.62× 0.5120－32 N ＝9.22×10－22 N.
答案：(1)7.37×10－21 N (2)9.22×10－22 N
库仑定律与万有引力定律的比较
F＝kqr1q2 2，F＝Gmr1m2 2.两个公式中都有 r2，即 两种力都与距离的二次方成反比；两个公式中都有 与作用力有关的物理量(电荷量或质量)的乘积，且 两个力都与乘积成正比；这两种力的方向都在两个 物体的连线上．通过对静电力和万有引力的比较， 我们会发现自然规律具有多样性同时又具有统一 性．它们的异同之处如下表格中所示.
解析：由于题中并没有指明a、b、c各球所带电 荷的电性，也就是说，不知道它们之间的力是引力 还是斥力，如果要分几种情况逐一分析就太麻烦了， 可以抓住作用力与反作用力的关系考虑．由于a、b 两球之间的相互作用力是一对作用力与反作用力， 而且这三个球在一条直线上，因此它们之间的相互 作用力都是在一条直线上的，以向右为正方向，a对 b的作用力Fab与b对a的作用力Fba之间的关系是Fab＝ －Fba，其他各球之间的相互作用力也存在同
(1)电子受到的静电力． (2)电子受到的万有引力． (3)电子受到的静电力是万有引力的多少倍？
解：(1)电子和质子所带电荷量均为1.6×10－19 C， 则：
F 静＝kqr1q2 2＝9.0×109×1.6×105－.319××101－.161×2 10－19 N ＝8.2×10－8 N.
(2)F 引＝Gmr1m2 2＝3.6×10－47 N.