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第一章 靜電場 2庫侖定律 課前預(yù)習(xí) 探究影響電荷間相互作用力的因素 mgtan 變大 變小 變小 變大 變大 變小 距離 電荷量 1 庫侖力電荷間的 也叫做靜電力 2 點電荷 1 點電荷是只有電荷量 沒有 的理想化的模型 類似于力學(xué)中的 實際并不存在 2 特點 帶電體間的距離比它們自身的大小 帶電體的形狀 大小及電荷分布狀況對電荷間的 的影響可以忽略 庫侖定律 相互作用力 大小 形狀 質(zhì)點 大得多 作用力 3 庫侖定律 1 內(nèi)容 真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力F的大小 與它們的電荷量q1 q2的 成正比 與它們的距離r的 成反比 作用力的方向在它們的 上 2 表達(dá)式 F 其中靜電力常量k N m2 C2 方向 在兩點電荷的連線上 同種電荷 異種電荷 3 適用范圍 乘積 二次方 連線 9 0 109 相斥 相吸 真空中的點電荷 1 實驗裝置庫侖扭秤 如圖所示 庫侖的實驗 距離r 電荷量q F q1q2 C 想一想 用干燥的纖維布分別與兩張薄塑料片摩擦一下 然后將兩張塑料片靠近發(fā)現(xiàn)它們相互排斥 如圖 通過此現(xiàn)象說明摩擦后的透明塑料片之間的相互作用力不是萬有引力 試敘述你的理由 解析 理由一 透明塑料片互相排斥 而萬有引力使物體相互吸引 顯然這種排斥力不是萬有引力 理由二 象透明塑料片這樣質(zhì)量小的物體之間存在的萬有引力很小 我們一般無法觀察到明顯的受力情況 而摩擦后的塑料片之間的相互作用力可以明顯觀察到 顯然不是萬有引力 理由三 這種力的存在和大小取決于透明塑料片是否受到摩擦 萬有引力與是否摩擦無關(guān) 因此這種力不是萬有引力 課內(nèi)探究 嫦娥三號 月球探測器發(fā)射升空過程中由于與大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電 如果這些靜電沒有及時導(dǎo)走 在研究 嫦娥三號 與地球 地球帶負(fù)電 的靜電力時 能否把 嫦娥三號 看成點電荷 為什么 提示 能 探究一對點電荷的理解 1 1 點電荷是理想化的物理模型點電荷是只有電荷量 沒有大小 形狀的理想化模型 類似于力學(xué)中的質(zhì)點 實際中并不存在 2 帶電體看成點電荷的條件 1 一個帶電體能否看成點電荷 要看它本身的線度是否比它們之間的距離小得多 即使是比較大的帶電體 只要它們之間的距離足夠大 也可以視為點電荷 2 帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時才能看成點電荷 還與問題所要求的精度有關(guān) 在測量精度要求的范圍內(nèi) 帶電體的形狀及大小對相互作用力的影響可以忽略不計時 帶電體就可以看成點電荷 特別提醒 1 從宏觀意義上討論電子 質(zhì)子等帶電粒子時 完全可以把它們視為點電荷 2 帶電的物體能否看成點電荷 有時還要考慮帶電體的電荷分布情況 D 解題指導(dǎo) 一個帶電體能否看做點電荷 是相對于具體問題而言的 不能單憑其大小和形狀來確定 解析 當(dāng)帶電體的大小和形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時 這個帶電體可看作點電荷 帶電體能否看作點電荷是由研究問題的性質(zhì)決定 與自身大小形狀無具體關(guān)系 D正確 對點訓(xùn)練1 2017 安徽蚌埠五中 蚌埠十二中期中聯(lián)考 關(guān)于點電荷的說法正確的是 A 點電荷的帶電量一定是1 60 10 19CB 實際存在的電荷都是點電荷C 點電荷是理想化的物理模型D 大的帶電體不能看成點電荷 C 解析 點電荷是將帶電物體簡化為一個帶電的點 元電荷是電量的最小值 點電荷的值可以等于元電荷 也可以是元電荷的整數(shù)倍 故A錯誤 在研究帶電體間的相互作用時 若帶電體的尺寸遠(yuǎn)小于它們之間的距離時 才可把帶電體看成點電荷 并不是所有電荷都可以看成點電荷 故B錯誤 點電荷是理想化的物理模型 故C正確 大的帶電體 在間距更大的情況下 可以看成是點電荷 故D錯誤 故選 C 原子結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖所示 該模型中 電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動 就像地球的衛(wèi)星一樣 觀察圖片 思考 電子做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力是由原子核對電子的萬有引力提供的嗎 提示 原子核對電子的庫侖力提供了向心力 兩者間的萬有引力要比庫侖力小得多 完全可以忽略不計 探究二對庫侖定律的理解 2 1 庫侖定律的適用條件 1 真空中 2 靜止點電荷 以上兩個條件是理想化的 在空氣中也近似成立 2 k值的確定庫侖定律中的靜電力常量k 只有在公式中的各量都采用國際單位時 才可以取k 9 0 109N m2 C2 3 靜電力的確定方法靜電力的大小計算和方向判斷一般分開進(jìn)行 1 大小計算 利用庫侖定律計算大小時 不必將表示電性的正 負(fù)號代入公式 只代入q1 q2的絕對值即可 2 方向判斷 利用同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引來判斷 4 多個點電荷的靜電力疊加對于兩個以上的點電荷 其中每一個點電荷所受的總的靜電力等于其他點電荷分別單獨(dú)存在時對該電荷的作用力的矢量和 5 庫侖力是 性質(zhì)力 庫侖力是電荷之間的一種相互作用力 具有自己的特性 與重力 彈力 摩擦力一樣是一種 性質(zhì)力 同樣具有力的共性 例如兩個點電荷之間的相互作用力也遵守牛頓第三定律 大小相等 方向相反 作用在同一直線上 在實際應(yīng)用時 與其他力一樣 受力分析時不能漏掉 對物體的平衡或運(yùn)動起著獨(dú)立的作用 6 庫侖定律與萬有引力定律的比較 BD 解題指導(dǎo) 解答本題應(yīng)注意兩點 1 兩金屬球可能帶同種電荷 也可能帶異種電荷 2 兩相同金屬球接觸后平分總電量 對點訓(xùn)練2 2018 湖北華中師大附中高二上學(xué)期期末 如圖所示 三個完全相同的金屬小球a b c位于等邊三角形的三個頂點上 a和c帶正電 b帶負(fù)電 a所帶電荷量比b的小 若c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示 它應(yīng)是 A F1B F2C F3D F4 B 解析 小球c將受到小球a b的庫侖力 由于a的電荷量比b的小 故Fac Fbc 對球c受力分析如圖所示 根據(jù)平行四邊形定則知Fac與Fbc的合力應(yīng)偏向Fbc一側(cè) 故選B 素養(yǎng)提升 庫侖力作用下的平衡問題 A 解析 當(dāng)Q3為負(fù)電荷 分別置于A左側(cè) A與B之間 B右側(cè)時 三者受力情況如下表所示 當(dāng)Q3為正電荷 分別置于A左側(cè) A與B之間 B右側(cè)時 三者受力情況如下表所示