广东省河源市龙川县第一中学高中物理选修3-1第一章课件 探究静电力
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A. 4/7 B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
例2:两个带同种电荷的相同金属小球(两 球距离远大于小球的直径）所带电量 分别为Q1 ，Q2 ，现让它们接触后再放 回原处，那么它们的相互作用与原来 相比（ AC ） A. 可能变大 B. 可能变小 C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
一、两导体接触后电荷分配规律：
１、完全相同的金属小球接触后电荷分配 同种电荷：先相加再平分 异种电荷：先中和再平分
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b，在真空 中相距L，现引入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
例1：两个相同的金属小球，带电量之比为 1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原 来的位置上，则它们间的库仑力可能为原 来的（ C D ）
质点：在力学中，当一个物体的大小、形状 与研究的问题关系不大时,我们可以忽略这些 次要因素,而把物体当作一个仅有质量的点. 以后,会学到”弹簧振子”、”单摆” 、” 理想气体”、”光线”等理想化模型. ※理想模型方法 是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下 人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研 究对象抽象为理想模型。这样可以使问题的处 理大为简化。
A +
6q
B
-3q
ห้องสมุดไป่ตู้
C +
QC
F
例8、光滑水平面有A、B两个带电小球， A的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小 为v，此时，A的加速度为 a/2 .
总结: 三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷A、B，在真空中相距L，现引 入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
第三个小球应放在电荷量为-q的右边 （假设两个带负电的小球，电荷量为-q 也在左边）相距为L/3,电荷量为+4/9q.
解：
+
FAB
qA
L
qB
-
FCB FBC
x
+
FAC
qC
q A qC qB qC 对C：k k ...... ① 2 2 x L x
qB qC q A qB 对B：k k ......② 2 2 L x
解得： 2 L, qC 4Q, 且电性为“” x
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
例5、 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷 （1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？ （2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电 荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C 的电量q的大小及电性有无要求？
1.16×10－2N
2.9×10－6C
课堂训练8
C 下列说法不正确的是（ ） A、已知验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张开 了 一定角度，如果用另一带电体接触验电器的金属 球，金箔张角更大，则可以判定带电体一定带正 电 B、让两个带电体接触后分开，两个带电体都不带 电，则两个带电体原来一定带等量异种电荷 C、两个带电体之间的库仑力总是与它们所带电荷量 的 乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比
※点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电量也可
以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。
观察表明，带电体之间的相互作用力除与电荷量及相 对位置有关外，还与带电体的形状有关，这大大增加了研 究这一问题的复杂性。为了方便研究，物理学中引入了引 入了点电荷这一物理概念。
我们还学过那些理想化模型？ 地球能否看成质点？
课堂训练9
真空中相距为L的两个小球，带电量分别为 4 q A Q，q B Q, 若引入第三个带电小球C， 9 欲使A、B、C三个小球只在相互作用的电场力 作用下保持静止，则引入的C球放在何处？小 球C的带电量qc的电性及量值如何？
FAC
+Q
FAB
FAB
4 Q 9
FBC
qA
qB
①若将C球放在A球左边，则C球应带负电，但由于FAC>FBC,不可能 使A、B两球同时静止，故不能将C球放在A球左边。 ②若将C球放在A、B球之间，则无论C球带何种电,都不可能使A、B 两球同时静止，故不能将C球放在A、B球之间。 ③若将C球放在B球右边，则C球应带正电，若C球到A、B两球的距 离合适，则可满足FAC=FBC, 能使A、B、C三球同时静止，故应把 C球放在B球右边。
课堂训练6
真空中有两个完全相同的导体球，它们带等量异 种电荷。当它们的距离r时，库仑力为F；若将一 个与它们完全相同的导体球分别与它们接触一下 后移开，在保持它们之间的距离不变的情况下， C 它们之间的静电力将变为 A.16F B.8F C.F/8 D.F/16
课堂训练7
把质量为2克的带电小球A用细绳吊起来，若将带 电小球B靠近A，当B球带电量QB=4×10-6库时，两 个带电体恰在同一高度，且相距l=30厘米，绳与 竖直方向的夹角为30。试求： （1）A球所受的静电力大小； （2）A球的带电量。
例3、有两个完全相同的带电小球Ａ和 Ｂ。分别带电10Ｑ和-Q, 球心间距 为R，将它们用绝缘支柱固定起来， 现用第三个一样的不带电的金属球C 反复不断地和A、B轮流接触，最后 移开C，A、B间的作用力变为原来的 多少倍？
9/10
２、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律： 不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形 状有关，如果两个导体的大小形状确定，则分配 比例一定
A B QC
+
9Q
-
+
4Q
三、含库仑力的动力学问题
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
例7、 如图，质量均为m的三个带电小球A、 B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此 相隔的距离为L，（L比球半径r大的多）， B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q, 若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、 C三球始终保持L的间距运动，求 （1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
二、探究影响点电荷间相互作用的因素 猜想： • 电荷量越大，作用力越大；
• 距 离 越大，作用力越小。
学科网
实验方法：控制变量法
实验探究：
• q不变：r越小，偏角越大，力越大； • r不变：q越小，偏角越小，力越小。
三、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，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方 向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
第二节 探究静电力 电荷间的作用 力会跟哪些因 素有关？
学科网
受到牛顿的万有引力定律的启发，18世纪的科 学家推测带电物体间的相互作用力也是跟距离的 平方成反比的。18世纪末，法国科学家库仑通过 实验总结出静止电荷间的相互作用力规律，即静 电力的规律，人们把这一规律称为库仑定律。
一、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.
2、大小：
q1q2 F k 2 r
k叫静电力常量，k=9.0×109N· 2/C2 m
3、方向：在两个电荷的连线上。 4、适用条件：真空中的点电荷
（同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引）
课堂训练1
两点电荷之间作用力为F，若保持电荷间的距离不 变，一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，另一个 点电荷的电荷量不变，则库仑力变为原来的（B ） A、F B、2F C 、 1 D、1 F F 2 4 课堂训练2
思考题:当两个带电体之间的距离趋近于零时，库 仑力将趋于无穷大吗？
【答】：不，此时不能看成点电荷
课堂训练3
关于点电荷的下列说法中不正确的是（ C） 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
课堂训练4
下列说法中正确的是（
） D
A.点电荷就是体积很小的电荷． B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．
q1q2 C.根据 F k 可知， 2 r 当r 0 时，F ∞
D.静电力常量的数值是由实验得到的．
课堂训练5
真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，若 将每个电荷的电量都加倍，同时使它们之间的距 A 离减半，那么它们之间的静电力将变为 A. 16F B. 4F C. F/4 D. F/16
C. 9/7
D. 16/7
例2:两个带同种电荷的相同金属小球(两 球距离远大于小球的直径）所带电量 分别为Q1 ，Q2 ，现让它们接触后再放 回原处，那么它们的相互作用与原来 相比（ AC ） A. 可能变大 B. 可能变小 C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
一、两导体接触后电荷分配规律：
１、完全相同的金属小球接触后电荷分配 同种电荷：先相加再平分 异种电荷：先中和再平分
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷a,b，在真空 中相距L，现引入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
例1：两个相同的金属小球，带电量之比为 1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原 来的位置上，则它们间的库仑力可能为原 来的（ C D ）
质点：在力学中，当一个物体的大小、形状 与研究的问题关系不大时,我们可以忽略这些 次要因素,而把物体当作一个仅有质量的点. 以后,会学到”弹簧振子”、”单摆” 、” 理想气体”、”光线”等理想化模型. ※理想模型方法 是物理学常用的研究方法。 当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下 人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研 究对象抽象为理想模型。这样可以使问题的处 理大为简化。
A +
6q
B
-3q
ห้องสมุดไป่ตู้
C +
QC
F
例8、光滑水平面有A、B两个带电小球， A的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小 为v，此时，A的加速度为 a/2 .
总结: 三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大
两个带电量分别为Q,4Q的负电荷A、B，在真空中相距L，现引 入第三个点电荷C, 能使三个电荷都处于静止状态，确定C的位置， 电性及它的电荷量。
第三个小球应放在电荷量为-q的右边 （假设两个带负电的小球，电荷量为-q 也在左边）相距为L/3,电荷量为+4/9q.
解：
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FAB
qA
L
qB
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FCB FBC
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qC
q A qC qB qC 对C：k k ...... ① 2 2 x L x
qB qC q A qB 对B：k k ......② 2 2 L x
解得： 2 L, qC 4Q, 且电性为“” x
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
例5、 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷 （1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？ （2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电 荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C 的电量q的大小及电性有无要求？
1.16×10－2N
2.9×10－6C
课堂训练8
C 下列说法不正确的是（ ） A、已知验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张开 了 一定角度，如果用另一带电体接触验电器的金属 球，金箔张角更大，则可以判定带电体一定带正 电 B、让两个带电体接触后分开，两个带电体都不带 电，则两个带电体原来一定带等量异种电荷 C、两个带电体之间的库仑力总是与它们所带电荷量 的 乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比
※点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电量也可
以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。
观察表明，带电体之间的相互作用力除与电荷量及相 对位置有关外，还与带电体的形状有关，这大大增加了研 究这一问题的复杂性。为了方便研究，物理学中引入了引 入了点电荷这一物理概念。
我们还学过那些理想化模型？ 地球能否看成质点？
课堂训练9
真空中相距为L的两个小球，带电量分别为 4 q A Q，q B Q, 若引入第三个带电小球C， 9 欲使A、B、C三个小球只在相互作用的电场力 作用下保持静止，则引入的C球放在何处？小 球C的带电量qc的电性及量值如何？
FAC
+Q
FAB
FAB
4 Q 9
FBC
qA
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①若将C球放在A球左边，则C球应带负电，但由于FAC>FBC,不可能 使A、B两球同时静止，故不能将C球放在A球左边。 ②若将C球放在A、B球之间，则无论C球带何种电,都不可能使A、B 两球同时静止，故不能将C球放在A、B球之间。 ③若将C球放在B球右边，则C球应带正电，若C球到A、B两球的距 离合适，则可满足FAC=FBC, 能使A、B、C三球同时静止，故应把 C球放在B球右边。
课堂训练6
真空中有两个完全相同的导体球，它们带等量异 种电荷。当它们的距离r时，库仑力为F；若将一 个与它们完全相同的导体球分别与它们接触一下 后移开，在保持它们之间的距离不变的情况下， C 它们之间的静电力将变为 A.16F B.8F C.F/8 D.F/16
课堂训练7
把质量为2克的带电小球A用细绳吊起来，若将带 电小球B靠近A，当B球带电量QB=4×10-6库时，两 个带电体恰在同一高度，且相距l=30厘米，绳与 竖直方向的夹角为30。试求： （1）A球所受的静电力大小； （2）A球的带电量。
例3、有两个完全相同的带电小球Ａ和 Ｂ。分别带电10Ｑ和-Q, 球心间距 为R，将它们用绝缘支柱固定起来， 现用第三个一样的不带电的金属球C 反复不断地和A、B轮流接触，最后 移开C，A、B间的作用力变为原来的 多少倍？
9/10
２、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律： 不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形 状有关，如果两个导体的大小形状确定，则分配 比例一定
A B QC
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4Q
三、含库仑力的动力学问题
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
例7、 如图，质量均为m的三个带电小球A、 B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此 相隔的距离为L，（L比球半径r大的多）， B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q, 若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、 C三球始终保持L的间距运动，求 （1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
二、探究影响点电荷间相互作用的因素 猜想： • 电荷量越大，作用力越大；
• 距 离 越大，作用力越小。
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实验方法：控制变量法
实验探究：
• q不变：r越小，偏角越大，力越大； • r不变：q越小，偏角越小，力越小。
三、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，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方 向在它们的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
第二节 探究静电力 电荷间的作用 力会跟哪些因 素有关？
学科网
受到牛顿的万有引力定律的启发，18世纪的科 学家推测带电物体间的相互作用力也是跟距离的 平方成反比的。18世纪末，法国科学家库仑通过 实验总结出静止电荷间的相互作用力规律，即静 电力的规律，人们把这一规律称为库仑定律。
一、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.
2、大小：
q1q2 F k 2 r
k叫静电力常量，k=9.0×109N· 2/C2 m
3、方向：在两个电荷的连线上。 4、适用条件：真空中的点电荷
（同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引）
课堂训练1
两点电荷之间作用力为F，若保持电荷间的距离不 变，一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，另一个 点电荷的电荷量不变，则库仑力变为原来的（B ） A、F B、2F C 、 1 D、1 F F 2 4 课堂训练2
思考题:当两个带电体之间的距离趋近于零时，库 仑力将趋于无穷大吗？
【答】：不，此时不能看成点电荷
课堂训练3
关于点电荷的下列说法中不正确的是（ C） 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
课堂训练4
下列说法中正确的是（
） D
A.点电荷就是体积很小的电荷． B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．
q1q2 C.根据 F k 可知， 2 r 当r 0 时，F ∞
D.静电力常量的数值是由实验得到的．
课堂训练5
真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，若 将每个电荷的电量都加倍，同时使它们之间的距 A 离减半，那么它们之间的静电力将变为 A. 16F B. 4F C. F/4 D. F/16