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第2節(jié) 靜電力 庫侖定律,1．知道點電荷的概念，了解理想化模型，體會理想化方法在科學(xué)研究中的作用． 2．理解庫侖定律的內(nèi)容及公式并說明庫侖定律描述的客觀規(guī)律和適用條件． 3．通過靜電力和萬有引力的對比，體會自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性．了解類比法，體會類比法在物理發(fā)展中的作用.,電荷,電荷量,二者之間的距離,線度,距離,正比,反比,它們的連線,相斥,相吸,9.0×109,靜電力常量,距離,平方反比,點電荷,矢量和,四、靜電力與萬有引力的比較,距離的平方,,質(zhì)量,質(zhì)點,電荷量,點電荷,,,,,溫馨提示 對于微觀粒子，相互之間的靜電力遠大于萬有引力，因此，在討論電子這類微觀粒子的相互作用時，萬有引力可以忽略不計.,3．點電荷只具有相對意義 點電荷是一個相對的概念，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確定． 例如：一個半徑10 cm的帶電圓盤，如果考慮它和10 m處某個電子的作用力，就完全可以把它看做點電荷；而如果這個電子離圓盤只有1 mm，那么這一帶電圓盤又相當于一個無限大的帶電平面． 另外，帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時才能看做點電荷，還與問題所要求的精度有關(guān)．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．,二、對庫侖定律的理解 1．適用范圍：適用于真空中兩個點電荷間的相互作用． (1)在空氣中庫侖定律也近似成立． (2)對于不能看成點電荷的帶電體不能直接應(yīng)用庫侖定律求解，但我們可以用一組點電荷來替代實際的帶電體，從而完成問題的求解． (3)兩個均勻帶電球體間的庫侖力也可利用庫侖定律計算，此時，r應(yīng)指兩球體的球心距．,2．當多個帶電體同時存在時，每一對帶電體間的庫侖力仍遵守庫侖定律．某一帶電體同時受多個庫侖力作用時，可利用力的平行四邊形定則求出其合力． 3．庫侖定律中的常量k，只有在采用國際單位制單位時，它的值才是9.0×109 N·m2/C2. 4．庫侖定律表明，庫侖力與萬有引力十分相似，都與距離的平方成反比．對于某些問題可利用這一相似性，借助于類比的方法求解．,5．庫侖力具有力的共性，它與學(xué)過的重力、彈力、摩擦力一樣．具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成、分解時遵循平行四邊形定則，能與其他的力合成，能使物體發(fā)生形變，能使物體產(chǎn)生加速度．,例如：如圖1－2－1甲所示，一個半徑為R的圓環(huán)均勻帶電，ab為一段極小的缺口，缺口長為L(L?R)，圓環(huán)帶的電荷量為QL(正電荷)，在圓心處放置一帶電荷量為q的負點電荷，試求負點電荷受到的庫侖力．,如圖1－2－1乙所示，在環(huán)上任取對稱的兩點(或兩小段)P、Q，P對O點處的負電荷產(chǎn)生吸引力FP，同樣Q對O點處的負電荷產(chǎn)生吸引力FQ，這兩個力大小相同，方向相反，合力為零．同理還可取P′、Q′等等相互對稱的點，都具有相同的結(jié)論．而圓環(huán)正是由無數(shù)這樣的點組成的，不難發(fā)現(xiàn)，在這樣的圓環(huán)中心處的點電荷受力為零．,2．庫侖定律與力學(xué)綜合應(yīng)用 庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性．它與學(xué)過的重力、彈力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時遵循平行四邊形定則，可以與其他的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度．分析問題的思路與方法完全是力學(xué)問題的思路與方法． 即：電學(xué)問題、力學(xué)方法 (1)庫侖力作用下的平衡問題 ①分析帶電體在有庫侖力作用下的平衡問題時，與力學(xué)問題一樣，具體方法是：a.確定研究對象；b.受力分析；c.列出平衡方程；d.聯(lián)立求解．,(2)庫侖力作用下的非平衡問題 跟力學(xué)問題的處理方法相同，明確研究對象，分析運動過程，再分析包括庫侖力在內(nèi)的所有力，再依據(jù)牛頓運動定律或者動能定理列方程，并靈活選用整體法和隔離法分析問題．,【典例1】 有三個完全一樣的金屬球A、B、C，A球帶的電荷量為7Q，B球帶的電荷量為－Q，C球不帶電，將A、B兩球固定，然后讓C球先跟A球接觸，再跟B球接觸，最后移去C球，則A、B球間的作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?【變式1】 上題中若把A、B兩球固定，然后讓C反復(fù)與A、B兩球接觸，最后移去C球，A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?,答案 8.0×10－21 N 方向平行于AB向左,借題發(fā)揮 當多個帶電體同時存在時，每兩個帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律．某一帶電體同時受到多個庫侖力作用時可利用力的平行四邊形定則求出其合力．這就是庫侖力的疊加原理．,【變式2】 如圖1－2－4所示，等邊三角形ABC，邊長為L，在頂點A、B處有等量異種點電荷QA、QB.QA＝＋Q，QB＝－Q，求在頂點C處的點電荷＋QC所受的靜電力．,,答案 2d,【變式3】 兩個帶有同種電荷的小球A、B，放在光滑絕緣水平面上，其中小球A固定，小球B只在庫侖力作用下由靜止開始沿水平面運動，在運動過程中，小球B的加速度a和速度v的變化是( )． A．a(chǎn)一直在增大 B．a(chǎn)一直在減小 C．v一直在增大 D．v一直在減小,庫侖定律與電荷守恒定律的應(yīng)用 1．如圖1－2－5所示，有半徑均為r的兩個金屬球，彼此距離為L，其中L遠遠大于球的半徑r.它們都帶正電荷，電荷量分別為Q1、Q2，則它們之間的靜電力為( )．,答案 B,單擊此處進入 活頁規(guī)范訓(xùn)練,