1.2库仑定律课件(精品实用)
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课件12:1.2库仑定律
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[特别提醒] (1)从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时,完全可以把它们视为点电 荷. (2)带电的物体能否看成点电荷,有时还要考虑带电体的电荷分布情况.
[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点电荷 B.体积很大的带电体一定不是点电荷 C.当两个带电体的大小、形状等因素对它们相互作用力的影响可忽略时, 这两个带电体可看成点电荷 D.任何带电球体,都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
第一章 静电场
2 库仑定律
18世纪中叶以后,在已认识同种电荷相斥,异种电荷相吸基 础上,不少学者对电荷间的相互作用力规律进行了猜测和实验探索.
牛顿力学取得很大的成功,当时的电学家米谢尔、普里斯特 利、卡文迪许和库仑等人类比引力定律猜测电力亦遵循平方反比定 律.
法国科学家库仑通过扭力称实验给予平方反比律严格的实验 基础.库仑以其精妙的实验技巧和对物理学的贡献名垂科学史.
(1)两小球电性相同:相互接触时两小球电荷量平分,每个小球带的电荷量 为7q2+q=4q,放回原处后相互作用力大小为 F1=k4qr·24q=k16r2q2,故FF1=176. (2)两小球电性不同:相互接触时电荷量先中和后平分,每个小球带的电荷 量为7q- 2 q=3q,放回原处后相互作用力大小为 F2=k3qr·23q=k9rq22,故FF2=97. 所以选项 C、D 正确. 答案:CD
约1750年,德国柏林科学院院士爱皮努斯发现两带电体之间的距 离缩短时,两者之间的吸引力或排斥力明显增加,但没有继续研究下去.
大约1760年,丹尼尔·伯努利从牛顿力学自然观出发,猜测电力跟 万有引力一样,服从平方反比定律.其想法具有一定的代表性,引力平方 反比定律早已确立,对人们的自然观具有深刻的影响。
1.2《库仑定律》精品课件
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课堂训练
2、两个半径为0.3m的金属球,球心相 两个半径为0.3m的金属球, 0.3m的金属球 1.0m放置 当他们都带1.5 放置, 1.5× 距1.0m放置,当他们都带1.5×10−5 的正电时,相互作用力为F C的正电时,相互作用力为F1 ,当 它们分别带+1.5 +1.5× 它们分别带+1.5×10−5 C和 1.5× 的电量时, −1.5×10−5 C的电量时,相互作用力 为F2 , 则( ) A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.无法判断 答案:B.
库仑的实验
研究方法: 控制变量法. 研究方法: 控制变量法. 实验方案 一定时,探究F 1.q1、q2一定时,探究F与r的关系 结论:F∝1/r2 结论: 一定时,探究F与的q 、 2.r一定时,探究F与的 1、q2关系 结论: 结论:即 F ∝q1q2 提出困难( 提出困难(测F、q1、q2、r) 1、F太小不易测量 没有电荷量的概念q 2、没有电荷量的概念q无法测量
阅读问题 1、库仑通过什么方法比较力的 大小? 2、库仑通过什么方法比较电荷 量的大小?
思想方法 1、小量放大思想 、 2、电荷均分原理 、
小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结
1、内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力, 内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力, 跟它们的电荷量的乘积成正比, 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. 二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上. q 1q 2 F = k 2 公式: 2、公式: r k=9.0× k=9.0×109N·m2/C2 m 适用条件: 真空(空气中近似成立) 3、适用条件:⑴ 真空(空气中近似成立) ⑵ 点电荷 4、点电荷:是一种理想模型,带电体的形状、 点电荷:是一种理想模型,带电体的形状、 大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响 可以忽略不计时,带电体可视为点电荷. 可以忽略不计时,带电体可视为点电荷.
物理选修-人教版库仑定律-ppt精品课件
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知识回顾:
1.自然界中存在几种电荷?分别是什么电
荷?自然界只存在两种电荷:正电荷、负电荷 2.如何能使物体带电?其使物体带电的实质 是什么? 起电:使原来不带电的物体带电的过程 3.电荷的多少用什么物理量来反映?其单 摩位擦是起什电→么实?质:使自由电子从一个物体转移到一个物体
接电触荷起量电→:实电质荷:的孤多立少电荷. 从单带位电:体库转仑移到C不表带示电物体上
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
例5.B真空中两个相同的金属小球A和B,带电荷量分别为
QA=2×10-8C和QB=4×10-8C,相互作用力为F.若将两球接
触后再放回原处,则它们之间的作用力将变为( A )
A. 9 F
B.F
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到 另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转 移到另一个部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移 到原来不带电的物体
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
例4.A关于库仑定律.以下说法中正确的是( B ) A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很 小的带电体 B.库仑定律是实验定律 C.库仑定律仅对静止的点电荷间相互作用才正确 D.根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于 零时,则库仑力趋近于无穷大
可把带电体视为一几何点,并称它为点电 荷。但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。
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
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典型例题
例、下列说法中正确的是:
1.自然界中存在几种电荷?分别是什么电
荷?自然界只存在两种电荷:正电荷、负电荷 2.如何能使物体带电?其使物体带电的实质 是什么? 起电:使原来不带电的物体带电的过程 3.电荷的多少用什么物理量来反映?其单 摩位擦是起什电→么实?质:使自由电子从一个物体转移到一个物体
接电触荷起量电→:实电质荷:的孤多立少电荷. 从单带位电:体库转仑移到C不表带示电物体上
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
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例5.B真空中两个相同的金属小球A和B,带电荷量分别为
QA=2×10-8C和QB=4×10-8C,相互作用力为F.若将两球接
触后再放回原处,则它们之间的作用力将变为( A )
A. 9 F
B.F
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到 另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转 移到另一个部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移 到原来不带电的物体
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
例4.A关于库仑定律.以下说法中正确的是( B ) A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很 小的带电体 B.库仑定律是实验定律 C.库仑定律仅对静止的点电荷间相互作用才正确 D.根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于 零时,则库仑力趋近于无穷大
可把带电体视为一几何点,并称它为点电 荷。但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。
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
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典型例题
例、下列说法中正确的是:
课件13:1.2库仑定律
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解析:选 D.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体, 虽然两球心间的距离 l 只有直径的 2 倍,但由于壳层的厚度 和质量分布均匀,两球壳可看做质量集中于球心的质点,因 此可以用万有引力定律求 F 引;对于 a、b 两带电球壳,由于 两球心间的距离 l 只有直径的 2 倍,且电荷集中于两球靠近 的一侧,不能将其看成点电荷,不满足库仑定律的适用条件, D 正确.
B.n=4
C.n=5
D.n=6
解析:选 D.根据库仑定律,球 3 未与球 1、球 2 接触前,
球 1、2 间的静电力 F=knrq22.三个金属小球相同,接触后电
荷量均分,球 3 与球 2 接触后,球 2 和球 3 的带电荷量 q2=
q3=n2q;球 3 再与球 1 接触后,球 1 的带电荷量 q1=q+2n2q=
[思路点拨] 只有对真空中静止点电荷间的作用力,库仑定律 才成立. [解析] 如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷 分布可以忽略不计,即可将它看做是一个几何点,则这样的 带电体就是点电荷,故 A 错误.两个带电体间的距离趋近于 零时,带电体已经不能看成点电荷了,F=kqr1q2 2已经不能适 用,故 B 错误.根据牛顿第三定律得:B 受到的静电力和 A 受到的静电力大小相等,故 C 错误.库仑定律的适用条件是: 真空和静止点电荷,故 D 正确. [答案] D
知识点二 对库仑定律的理解和应用 1.适用范围:适用于真空中两个静止点电荷间的相互作用. (1)在空气中库仑定律也近似成立. (2)对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求 解,但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体,从而完 成问题的求解. (3)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算,此 时,r 应指两球体的球心间距.
课件:1.2库仑定律律课件 -yi
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答案:D原 三个相同的金属小球a 不带电, 带等量异种电荷, 来c不带电,而a和b带等量异种电荷,相隔 一定距离放置, 之间的静电力为F 一定距离放置,a、b之间的静电力为F 。现 球分别与a 接触后拿开, 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( 的静电力将变为( )。 B. A.F/2 B.F/4 D. C.F/8 D.3F/8
典型例题
品质来自专业 信赖源于诚信
例2、
从例题可以看出: 库仑定律和万有 电子和质子的静电力 引力定律都遵从平 是它们间万有引力的 方反比规律,人们 2.3×1039倍.正因如此, 至今还不能说明它 以后在研究带电微粒 们的这种相似性, 间相互作用时,经常忽 略万有引力. 物理学家还在继续
研究.
10
3
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
猜想
影响电荷间的相互作用力的因素? 影响电荷间的相互作用力的因素? 因素 距离和电荷量 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, 间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间 相互作用则是两千年后的法国物理学家库 相互作用则是两千年后的法国物理学家库 库仑做了大量实验, 1785年得出了库 仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库 仑定律. 仑定律. 实验表明: 实验表明:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增 随着距离的增大而减小。 大,随着距离的增大而减小。
ke ⋅ e v =m 2 r r
2
F
故
k v=e mr
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典型例题
品质来自专业 信赖源于诚信
例3、 例2、
当多个带电体同时存在时,每一对带电体 间的库仑力仍遵守库仑定律。某一带电体同时 受到多个库仑力作用时,可利用力的平行四边 形定则求出其合力。
1.2库仑定律 课件(共20张)
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时微小微 ,观于观
N可带库粒
8.2 108 N
以电仑子 把粒力间
F引
G
m1m2 r2
6.7
10-11
1.67
1027 9.11031 (5.3 1011)2
N
万子,的 有的因万 引相此有 力互在引
3.6 1047 N
忽作研力
F库 2.31039 F引
q1
F
k
q2 r2
9.0 109 (2 0.52
106 )2
N
0.144N
q2
q3
F合 2F cos 30o 0.25N
合力的方向在 与 连线的垂直平分线
作业布置:
上网查阅资料,了解“静电复印”的原理
2.表达式: F
k
q1q2 r2
3.适用条件: 真空中静止的点电荷
4.静电力常量: k 9 109 N m2 / C 2
点电荷
1.定义: 当带电体间的距离比它们自身的大 小大得多,以致带电体的形状、大小及电荷 分布情况对它们之间的作用力的影响可以忽 略时,这样的带电体就可以看做带电的点, 叫做点电荷。
困难一解决方案:
A
B
困难二解决方案:
F
A
B
F
F
C
库 仑 扭 秤 实 验 装 置
一.库仑定律
1.内容: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
它们距离的二次方成反比,作用力的方向在
它们的连线上。
2.点电荷是一种理想化的模型;
例题1:
已知氢核(质子)的质量1.67 1027 kg ,电子的质量是9.11031kg ,在氢原子内它 们之间的最短距离为5.3 1011m 。试比较氢
物理:1.2《库仑定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
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3.当带电体间的距离比它们自身的大小大的多, .当带电体间的距离比它们自身的大小大的多, 以至于带电体的 形状 、 大小 及 电荷分布状况 对
它们之间相互作用力的影响可以忽略时, 它们之间相互作用力的影响可以忽略时,这样的带电体 就可以看作带电的点,叫做 点电荷 .类似于力学中的, 类似于力学中的, 就可以看作带电的点, 类似于力学中的 质点 也是一种理想化的物理模型. 也是一种理想化的物理模型
F→∞, 从数学角度分析似乎正确 , 但从物理意义上分 , 从数学角度分析似乎正确, 这种看法是错误的,因为当r→0时,两带电体已不 析,这种看法是错误的,因为当 时 能看作点电荷,库仑定律及其公式也就不再适用, 能看作点电荷,库仑定律及其公式也就不再适用,不能 成立了. 成立了
(2)两个导体球,球心之间的距离为 ,由于电荷间 两个导体球,球心之间的距离为r, 两个导体球 力的作用,电荷在导体球上的分布如图1- - 所示 所示, 力的作用 , 电荷在导体球上的分布如图 -2-1所示, 两球带同种电荷时F< 两球带同种电荷时 F> . ,两球带异种电荷时, 两球带异种电荷时,
三、库仑定律与万有引力定律的比较 万有引力定律 只有引力 不同点 天体间表现明显 都是场力 公式 条件 两质点之间 真空中两点电荷之间 万有引力场 库仑定律 既有引力又有斥力 微观带电粒子间表现 明显 电场
通过对比我们发现, 大自然尽管是多种多样的, 通过对比我们发现 , 大自然尽管是多种多样的 , 但也有规律可循, 具有统一的一面.规律的表达那么简 但也有规律可循 , 具有统一的一面 规律的表达那么简 捷,揭示了自然界中深奥的道理,这就是自然界的和谐 揭示了自然界中深奥的道理, 之美、简约之美 之美、简约之美.
说明: 该实验采用了控制变量法探究力与电量、 说明 : 该实验采用了控制变量法探究力与电量 、 距离之间的关系. 距离之间的关系
新版 1.2库仑定律(共34张PPT)学习PPT

库仑定律的适用条件:
它们的加速度之比不断减少;
①真空中 ②点电荷
可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把万有引力忽略掉。
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适用条件。
库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体。
二、库伦的实验 √ 培养学生热爱科学的精神。
教学难点:库伦扭秤实验 本规律,表达式 ,请你思考下面的问题:
库仑定律是电磁学的基本定律之一。 内,异种电荷沿连线向外)。
库仑定律求解注意问题 两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个小球的作用力相等,所以他断定这两个小
球的带电量相等。 它们的动能之和不断增加。
库仑定律的内容及条件 它们的相互作用力不断减少;
正确应用库仑定律解决多电荷之间的作用。 ①真空中 ②点电荷 现给小球一垂直于细线方向的初速度 ,使小球在水平面上开始运动。 把一个带正电的物体放在A处,然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置如上图比较小球在不同位置所受电力的大小 。 它们的相互作用力不断减少;
内容解析
一、库仑定律 二、库伦的实验
探究
影响电荷间相互作用力的因素
实 验 装 置 图
实验内容
把一个带正电的物体放在A处,然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来,偏角越大,表示小球受到的电力 越大。
把小球挂在同一位置,增大或减小它所带的 电荷量,比较小球所受电力大小的变化。
通过实验你观察到了什么现象?你能总结出 都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗?这 些因素对作用力的大小有什么影响?
1.2库仑定律精品课件
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4、电荷守恒定律:电荷既不能创生,也不能消灭,它只能从一 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,电荷的总量不变.
复习回顾:
5、元电荷:最小电荷量。电子、质子、正电子所带电荷量都等 于元电荷。
e 1.601019 C
6、比荷:电子的_电__荷__量___与其_质___量____之比,叫做电子 的比 荷。它也是一个重要的物理量
(2)点电荷:是一种理想化的模型.
+ ++
+
+ ++
+
相距较近时,由于同种电荷相互排斥,电荷在带电体重新分布。这
种情况下,带电体不能看作点电荷
++ + +
+++ +
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大
小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略,这种情况下,带 电荷体集可中看 的作 球点 心电 ,荷r是。两利球用心公间式的F距离k 。qr1q22 求二者间静电 存在表现
F=kqr1q2 2 电荷相吸或相斥
F=Gmr1m2 2 物体相吸
作用媒体
电场
引力场
适用条件 真空中静止点电荷
两质点间
统一性 遵循距离的“平方反比”规律,都是“场”的作用
库仑定律适用范围:真空的静止点电荷
点电荷:
(1)概念:当一个带电体本身的线度比它到其他带 电体的距离小很多,以至在研究它与其他带电体的相 互作用时,该带电体的形状大小以及电荷在其上的分 布状况均无关紧要,该带电体可看做一个带电的点, 这样的电荷称为点电荷.
(2)保持A的带电量不变,改变A和C之间的距离r, 记录每次悬丝扭转的角度,便可找出F与r的关系
复习回顾:
5、元电荷:最小电荷量。电子、质子、正电子所带电荷量都等 于元电荷。
e 1.601019 C
6、比荷:电子的_电__荷__量___与其_质___量____之比,叫做电子 的比 荷。它也是一个重要的物理量
(2)点电荷:是一种理想化的模型.
+ ++
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相距较近时,由于同种电荷相互排斥,电荷在带电体重新分布。这
种情况下,带电体不能看作点电荷
++ + +
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当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大
小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略,这种情况下,带 电荷体集可中看 的作 球点 心电 ,荷r是。两利球用心公间式的F距离k 。qr1q22 求二者间静电 存在表现
F=kqr1q2 2 电荷相吸或相斥
F=Gmr1m2 2 物体相吸
作用媒体
电场
引力场
适用条件 真空中静止点电荷
两质点间
统一性 遵循距离的“平方反比”规律,都是“场”的作用
库仑定律适用范围:真空的静止点电荷
点电荷:
(1)概念:当一个带电体本身的线度比它到其他带 电体的距离小很多,以至在研究它与其他带电体的相 互作用时,该带电体的形状大小以及电荷在其上的分 布状况均无关紧要,该带电体可看做一个带电的点, 这样的电荷称为点电荷.
(2)保持A的带电量不变,改变A和C之间的距离r, 记录每次悬丝扭转的角度,便可找出F与r的关系
1.2《库仑定律》ppt课件完美版
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电量时,相互作用力为F2 , 则( B )
A.F1 = F2 C.F1 > F2
B.F1 <F2 D.无法判断
库仑的实验
研究方法:控制变量法.
1.F与r有关
演示:
库仑扭秤1.avi
库仑扭秤3.avi
结论:保持两球上的电量不变,改变两球 之间的距离r,从实验结果中库仑得出静电 力与距离的平方成反比,即 F∝1/r2
库仑的实验
2.F与q有关
演示:
库仑扭秤1.avi
库仑扭秤2.avi
结论:保持两球间的距离不变,改变两球 的即 F ∝q1q2
从例题可以看 出:电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.3×1039 倍.正因如此,以后在 研究带电微粒间相 互作用时,经常忽略 万有引力.
希望你将来会拥有选择的权利,选择有意义,有时间的工作,而不是被迫谋生。 尽管心很累 很疲倦 我却没有理由后退 或滞留在过去与未来之间
三千年读史,不外功名利禄;九万里悟道,终归诗酒田园。 这是一个最好的时代,这是一个最坏的时代这是一个智慧的年代,这是一个愚蠢的年代;这是一个光明 的季节,这是一个黑暗的季节;这是希望之春,这是失望之冬;人们面前应有尽有,人们面前一无所有;人们正踏上天堂之路,人们正走向地狱之门。 我有所感事, 结在深深肠。 你一定要“离开”才能开展你自己。所谓父母,就是那不断对着背影既欣喜又悲伤,想追回拥抱又不敢声张的人。 心之所向 素履以往 生如逆旅 一 个人的行走范围,就是他的世界。因为爱过,所以慈悲;因为懂得,所以宽容。 刻意去找的东西,往往是找不到的。天下万物的来和去,都有他的时间。 与善人 居,如入芝兰之室,久而自芳也;与恶人居,如入鲍鱼之肆,久而自臭也。 曾经沧海难为水,除却巫山不是云。 回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。 半生 闯荡,带来家业丰厚,儿孙满堂,行走一生的脚步,起点,终点,归根到底,都是家所在的地方,这是中国人秉持千年的信仰,朴素,但有力量。风吹不倒有根的 树我能承受多少磨难,就可以问老天要多少人生。心,若没有栖息的地方,到哪里都是流浪...如果有来生,要做一只鸟,飞越永恒,没有迷途的苦恼。东方有火红 的希望,南方有温暖的巢床,向西逐退残阳,向北唤醒芬芳。如果有来生,希望每次相遇,都能化为永恒。不乱于心,不困于情。不畏将来,不念过往。如此,安 好。 笑,全世界便与你同声笑,哭,你便独自哭。 一辈子,不说后悔,不诉离伤。上帝作证,我是真的想忘记,但上帝也知道,我是真的忘不了 如果其中一半是 百分百的话那就不是选择了而是正确答案了,一半一半,选哪一半都很困难,所以这才是选择。跟着你,在哪里,做什么,都好。眠。我倾尽一生,囚你无期。择 一人深爱,等一人终老。痴一人情深,留一世繁华。断一根琴弦,歌一曲离别。我背弃一切,共度朝夕。 人总是在接近幸福时倍感幸福,在幸福进行时却患得患失。 路过的已经路过,留下的且当珍惜 我相信,真正在乎我的人是不会被别人抢走的,无论是友情,还是爱情。我还是相信,星星会说话,石头会开花,穿过夏天的木 栅栏和冬天的风雪之后,你终会抵达! 每一个不曾起舞的日子,都是对生命的辜负。 每个清晨都像一记响亮的耳光,提醒我,若不学会遗忘,就背负绝望。 那一 年夏天的雨,像天上的星星一样多,给我美丽的晴空,我们都有小小的伤口,把年轻的爱缝缝又补补,我会一直站在你左右,陪你到最后的最后。 如果一开始就知道是这样 的结局,我不知道自己是不是会那样的奋不顾身。 黄昏是一天最美丽的时刻,愿每一颗流浪的心,在一盏灯光下,得到永远的归宿。 因为有了因为,所以有了所
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对于一般的带电体,静电力也比万有 引力大得多,因此研究两个带电体间的相 互作用时也忽略万有引力. 一般带电体受到的重力是它和巨大 地球之间的万有引力,通常都比较大,所以 就不能忽略.如:带电小液滴,带电小球等 而基本粒子像电子、质子、原子核 等,因为其本身质量非常小,即使与地球之 间的万有引力也很小,所以基本粒子受到 重力往往也很小,所以基本粒子往往可忽 略不计.
• 练习:两个完全相同的金属小球A和B,所 带电荷量绝对值都是Q,今让第三个与A、 B相同但不带电的金属小球C,先后与A、 B两球接触后分开,那么: • (1)若A、B是同种电荷时,则C球最终带 电量等于多少? • (2)若A、B是异种电荷时,则C球最终带 电量等于多少?
1.2 库仑定律
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
q/2,q/4,q/8…… • 表达式:F=kq1q2/r2 • k=9.0×109N.m2/c2
•
思考练习题
6、已知电子质量为m,电子与氢原子核的电量均 为e,电子距离氢原子核为r,若电子绕氢原子核 的运动为匀速圆周运动,则电子做匀速圆周运动 的速度为多大?
解、氢原子核对电子的库仑力提供电子 绕核做匀速圆周运动的向心力,即
其中K叫静电力常量:k=9.0×109N· 2/C2 m
q1q2 F k 2 r
适用范围:1.真空中; 2.点电荷. 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
解读
A
FBA B
+
+
FAB
A
B
-
FBA
FAB
+
板书
第一章 静电场 §1.2 库仑定律 牛顿 连线、 第三 质 独立、 G 引力 定律 点 叠加
图1.2-3
小 结
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. 2、公式: k=9.0×109N· 2/C2 m 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.
例4:两个相同的金属小球,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 )
A.4/7 B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
课堂训练
4、两个半径为0.3m的金属球,球心相 距1.0m放置,当他们都带1.5×10−5 C 的正电时,相互作用力为F1 ,当它们 分别带+1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的 电量时,相互作用力为F2 , 则( B ) A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.无法判断
既然电荷之间存在相互作用,那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢?
猜想:力F与两电荷的电荷量q、距离r有关。
演示: 用控制变量法来研究
带电量相同,带 电小球偏转角不 同 ,可见其受力 大小不同。
+Q +q
结论:电荷之间的作用力F随着q的增大而 增大,随着r的增大而减小。
一、库仑定律
定义: 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。 大小:
F 质量、 m1m2 间距 G r 2 质量
类 原因 因素 大小 常量 方向 相互 适用 其它 比
电荷 电量、 F 间距 q1q2
k r2
k 连线、 牛顿 点 独立、 引力或 第三 电 叠加 斥力 定律 荷
点电荷
1、在研究带电体间的相互作用时,如果带 电体本身的大小远小于它们之间的距离.带 电体本身的大小,对我们所讨论的问题影响 甚小,相对来说可把带电体视为一几何点, 并称它为点电荷。 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽 象,是为了简化某些问题的讨论而引进的一 个理想化的模型。 3、点电荷本身的大小不一定很小,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。
ke e v m 2 r r
2
F
故
k v e mr
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
例题 3.如图所示,用两根绝缘丝线挂着 两个质量相同、均不带电的小球A和B,此 时上、下丝线的张力分别为FA、FB;如果 使A带正电,B带负电,上、下丝线的张力 变小 FA__________,FB___________。 不变
5、注意点:(1)大小、方向 例 (2)符合牛顿第三定律 例 (3)库仑力于真空中.
• 甲的电量是乙的4倍,则甲对乙的作用 力是乙对甲的作用力的______倍.
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课堂训练
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( C )。 A.F/2 B.F/4 C.F/8 D.3F/8
三、 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 另一表述:一个与外没有电荷交换的系统,电 荷的代数和总是保持不变的。
四、元电荷:最小的电荷量叫做元电荷 注:所有带电体的电荷量或者等于e,或者 是e的整数倍。即电荷量是不能连续变化的 物理量 电荷量的常用值: e=1.60×10-19C 五、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 电子的比荷:e/ me=1.76×1011C/kg (me=0.91×10-30kg)。
B、C为负电荷,且方于A左方
C、C为正电荷,且放于A、B之间 D、C为正电荷,且放于A的左方
答案:B
Q · A
-3Q · B
结论:
2、两个可自由移动的点电荷A、B,引入第三 个点电荷C,使三个点电荷处于平衡状态:
(1)若A、B带同种电荷,则C应放在A、B 之间;且靠近带电量小的;C的电量利用库仑 定律求出;C与A、B电性互异 (2)若A、B带异种电荷,则C应放在A、B 连线的延长线上;且靠近带电量小的;C的电 量利用库仑定律求出;C的电性与靠近的电荷 电性相反。
+Q1
-Q2
例题4、如图在正方形的三 q? 个顶点处各固定一个点电 荷Q1 、 Q2,电性如图,则在 另一个顶点再放一个q电荷, 要使q静止,Q1 、 Q2 的大小 关系如何?q的电荷量和电 +Q1 性能不能确定?
2 Q1 Q2 4
典型习题
(二)两个可自由移动点电荷A、B, A电荷带正电Q,B带负电-3Q,另取 一个可以自由移动的点电荷C,欲使点 电荷A、B、C处于平衡状态( ) A、C为正电荷,且方于B的右方
4Q
请你列式
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?
A B
+
9Q
q
-
+
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
1、保持A、C两球的带电量不变,改变A、 C之间的距离r,记录每次悬丝扭转的角度, 便可以找到力F与距离r的关系。
2、保持A、C两球之间的距离r不变,改变
A、C的带电量q1和q2,记录每次悬丝扭转 的角度,便可以找到力F与q1和q2的关系。
(研究方法:控制变量法.)
二、库仑的实验
研究方法:控制变量法. 1.F与r有关
(填“变大”、 “变小”或“不变”)
A
B
思考练习题
例3、真空中等距离固定三个点电荷A,
B,C,(距离为r)电量分别为-2q,q,
-4q,,求C所受库仑力的大小与方向。
r A B
r C
解、 A B
FBC C
FAC
根据力的平行四边形法则可知点电荷C 所受库仑力为点电荷A、B对C的库仑力之矢 量和 因为
思考题
两个靠近的带电球体,是否可以看 出是集中在球心位置的点电荷?
不可以
课堂训练
1、两个半径为0.3m的金属球,球心相距 1.0m放置,当他们都带1.5×10−5 C的正 电时,相互作用力为F1 ,当它们分别带 +1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的电量时, 相互作用力为F2 , 则( ) A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.无法判断
复习: 1、两种电荷: 2、使物体带电的方法: (1)摩擦起电: (2)静电感应:(验电器12) (3)接触起电: 电中和 3、电荷量的表示:元电荷:用“e”表示。 e=1.60X10-19C 元的意义 4、电荷守恒定律:
• • • • •
复习回顾: 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、电中和现象及电荷均分原理:
库仑的实验 库仑扭秤实验
结论:保持两球上的电量不变,改变两球之间的距离r, 从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比, 即 F∝1/r2
2.F与q有关
结论:保持两球间的距离不变,改变两球的带电量, 从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比, 即 F ∝q1q2
从例题可以看 出:电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.3×1039 倍.正因如此,以后在 研究带电微粒间相 互作用时,经常忽略 万有引力.
物体平衡
例8. 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q,才能使此电荷处于平衡状态 ?(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,且求第三个点电 荷的电量q的大小及电性.