高中物理 第1章 探究电荷相互作用规律课件 沪科版选修31

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[问题设计] 1.如图所示，用摩擦起电的方法分别让球形导 体 A 和通草球 B 带上同种电荷，并使球形导 体 A 与通草球 B 处在同一水平面上．不断改 变球形导体 A 的电荷量，观察悬线与竖直线偏 角的变化．保持球形导体 A 和通草球 B 上的 电荷量不变，改变球形导体 A 与通草球 B 之间的距离，观察悬线 与竖直线偏角的变化．请根据力学知识判断带电体间相互作用力 的大小的决定因素有哪些？
4.(静电力的叠加)如图所示，在一条(yī tiáo)直线上的三点分别放置QA＝＋3×10 －9 C 、 QB＝－4×10－9 C、QC＝＋3×10－9 C的A、B、C点电荷，试求作用 在点电荷A上的静电力的大小．
FBA
FCA
FBA＝kQr2BBAQA＝9×109×4×0.1001－29×3×10－9 N＝1.08×10－3 N FCA＝kQr2CCAQA＝9×109×3×0.1003－29×3×10－9 N＝9×10－5 N FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5) N＝9.9×10－4 N.
2．任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．所以，如果知道带电体
上的电荷分布，根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间
的静电力的大小和方向．
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一、对点电荷的理解
例1 下列关于点电荷的说法(shuōfǎ)
中，C正确的是 ( ) A．只有电荷量很小的带电体才能看成
相同(xiānɡ tónɡ)金属小球(均可视为点电
荷)，固定在相距为r的两处，它们间静电
力的大小为F.两小球相互接触后将其固r定
距离变为 ，
2
则两球间静电力的大小为
( C)
先中和后平分(píngfēn)
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针对训练 有三个完全相同的金属小 球A、B、C，A所带电荷量为＋7Q， B所带电荷量为－Q，C不带电．将A、 B固定起来，然后(ránhòu)让C反复与 A、B接触，最后移去C，A、B间的相 互作用力变为原来的
答案 带电体间的距离、带电体所带的电荷量．
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2．为了分析电荷之间的相互作用，库仑设计了扭秤实验，库 仑扭秤是如何比较静电力大小的？库仑是如何改变电荷量 的大小的？ 答案 通过扭丝扭转的角度比较力的大小．库仑用相同的金属 球相接触来改变电荷量的大小．
因为当r→0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
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二、静电力的叠加
力的独立性
已知空间(kōngjiān)中存在三个点电荷A、
无影响
B、C，A对C的静电力是否因B的存在而受
(yǐngxiǎng)
矢量(shǐliàng)
例4 如图所示，两个点电荷，
电性未知，可假设(jiǎshè)为带正电
电荷量分别(fēnbié)为q1＝4×10 －9 C和q2＝－9×10－9 C，分别 Fa
Fb
Fa FFb b
Fa
(fēnbié)固定于相距20 cm的a、b
两点，有一个点电荷q放在a、b所
在直线上且静止不动，该点电荷
所处的位置是
看做(kàn zuò)点电荷的条件与q、V
是 点电荷
大小对二者之间作用力几 乎没有(méi yǒu)影响
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之
有条件
间
学习目的标距离知时识，储可备将这学两习个探带究电体典看例成精析 课堂小结 自我检测 第九页，共18页。
二、对库仑定律(kù lún dì例nɡ2 l两ǜ)个的分理别解带有电荷量－Q和＋3Q的
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[延伸思考(sīkǎo)] 1．有人说：“点电荷是指带电荷量很小的带 电体”，对吗？为什么？
与质点(zhìdiǎn)相类比 理解
一个物体能否被看做点电荷，是根据(gēnjù)：带电体的形状、大小及电荷分布状况对研究 的问题的影响可以忽略时，就可以看做点电荷.是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小 和形状而定．
F
FAc＝kQr12e＝8.0×10－21 N
FBc＝kQr22e＝8.0×10－21 N
且夹角为1200
F=8.0×10－21 N，
方向平行于AB连线由B指向A
负电 (fùdiàn)
FB
FA
静电力一定 在两电荷的
连线上
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()
A
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3．(静电力的叠加)如图所示，等边三角形ABC， 边长为L，在顶点(dǐngdiǎn)A、B处有等量同种点 电荷QA、QB，QA＝QB＝＋Q，求在顶点 (dǐngdiǎn)C处的正点电荷QC所受的静电力．
解析 正点电荷 QC 在 C 点的受 力情况如图所示，QA、QB 对 QC 的作用力大小和方向都不因其他 电荷的存在而改变，仍然遵守库 仑定律．
小，都能被看做点电荷 D．当两个(liǎnɡ ɡè)带电体的形状对它们的相互作用
力的影响可忽略时，这两个(liǎnɡ ɡè)带电体都能 看做点电荷
不是(bù shi)e 的整数 倍
点电荷的条件 (tiáojiàn)
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2．(对库仑定律的理解)相隔一段距离的两个点电荷， 它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷 量变(liàngbiàn)为原来的2倍，同时将它们间的距离 也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为
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一、决定(juédìng)电荷相互作用的因素
1. 增大(zēnɡ dà) 减小 2. 减小 增大(zēnɡ dà)
二、库仑定律(kù lún dìnɡ lǜ)
电荷量 正比 距离r 反比 连线
F＝kqr1q2 29.0×109 N·m2/C2
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表达式 F＝kqr1q2 2
适用(shìyòng)条件 点电荷
库仑定律(kù lún dìnɡ lǜ)
应用
力的合成
平行四边形定 则
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学案2 探究电荷相互作用规律
1．(对点电荷的理解)对点电荷的理解，你认为正确
AD
的是 ( ) A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体 B．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C C．只要是均匀的球形带电体，不管球的大
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[要点提炼] 1.公式：F＝kqr1q2 2，其中 k 为静电力常量，数值为 k＝9.0×109 N·m2/C2. 2.库仑定律的适用范围：真空中的点电荷． 3.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的带电体，是一种理想化
的物理模型．当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至 于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力 的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷．
QA 对 QC 作用力：FA＝kQLAQ2 C，同种

电荷相斥，QB 对 QC 作用力：FB＝ kQLBQ2 C，同种电荷相斥，因为 QA＝
QB＝＋Q，所以 FA＝FB，QC 受力的 大小：F＝ 3FA＝ 3kQLQ2C，方向为
与 AB 连线垂直向上．
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A
()
A．在a点左侧(zuǒ cè)40 cm处
B．在a点右侧8 cm处
A.方向满足，大小 kqx12q＝kx＋q22q02 x＝40 cm
B.方向不满足
C．在b点右侧20 cm处 D．无法确定
C.方向满足，Fa<Fb
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库仑(kùlún) 的实验
()
C
最终3球电荷(diànhè)量平分
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三、多个(duō ɡè)点电荷间静电力的叠加
例3 如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝ ＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C.在AB的垂直 平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m．如果(rúguǒ)有一高能电子静止放在C点处，则 它所受的静电力的大小和方向如何？
合成
到影响？A、B是否对C都有力的作用？如
[要点提炼]
1．何如求果A存、在B两对个以C的上点作电用荷力，？那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用
力．两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．因此，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．
高中物理·选修(xuǎnxiū)3-1·沪科版
第1章 电荷的相互作用 学案(xuéàn)2 探究电荷相
互作用规律
第一页，共18页。
1 知道(zhī dào)点电荷的概念.
2 理解库仑定律(kù lún dìnɡ lǜ)的内容、公式及其适用条件， 会用库仑定律(kù lún dìnɡ lǜ)进行有关的计算．