物理必修 第三冊2 庫侖定律精品課件ppt

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帶正電的帶電體A置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1 、P2 、P3 等位置。帶電體A與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？ 電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)？
探究影響電荷間相互作用力的因素
電荷之間的作用力：（1）隨距離的增大而減少；（2）隨電荷量的增大而增大
卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的力。定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵?。他設(shè)計了一個十分精妙的實驗（扭秤實驗），對電荷之間的作用力開展研究。庫侖做了大量實驗，于1785年得出了庫侖定律。
（1）內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
（3）電荷之間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力
①真空中；②靜止點電荷
當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大的多，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電體可視為點電荷。
點電荷是實際帶電體在一定條件下的抽象，是一種理想化模型。
實驗原理： A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對應(yīng)關(guān)系.
①裝置如圖：細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個小球A，另一端通過物體B使絕緣棒平衡，懸絲處于自然狀態(tài)。②把另一個帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，從而使A與C帶同種電荷。③將C和A分開，再使C靠近A，A和C之間的作用力使A遠離。扭轉(zhuǎn)懸絲，使A回到初始位置并靜止，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。④保持A、C的電量不變，改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，就可以找到力F與距離r的關(guān)系。
（1）探究F與r的關(guān)系
①使一個帶電金屬小球與另一個不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為 ······
②保持A、C的距離不變，通過上述方法改變A、C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出F與q1、q2的關(guān)系。
（2）探究F與q的關(guān)系
國際單位制中，電荷量單位是庫倫（C）、力的單位是牛頓（N）距離單位是米（m）K值由實驗測定
1、當(dāng)電量不變時，F(xiàn)與距離r的二次方成反比F∝1/r2
例1.已知氫核的質(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力。
微觀粒子間的萬有引力遠小于庫侖力，所以在研究微觀帶電粒子的相互作用時，萬有引力忽略不計。
解：氫核與電子所帶的電荷量都是1.6×10-19C
思考：前面研究的都是兩個點電荷，如果存在兩個以上的點電荷，那么每個點電荷會受到怎樣的作用力？
靜電力是一種性質(zhì)力，它的合成與分解同樣都遵循平行四邊形法則，所以對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的靜電力等于其他點電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的矢量和。
例2.真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50 cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是 +2×10-6 c,求：Q3所受的庫侖力。
解：受力分析，Q3共受F1和F2兩個力的作Q1=Q2=Q3=Q，相互間的距離 r 都相同，所以
合力的方向沿Q1、Q2的連線的垂直平分線向外
1．關(guān)于點電荷，下列說法正確的是（ ）A．當(dāng)帶電體的大小在研究的問題中可以忽略不計時，帶電體可以看作點電荷B．體積很大的帶電體都不可看作點電荷C．只有正方形帶電體才可以看作點電荷D．質(zhì)量很小的帶電體都可以看作點電荷
【答案】A【詳解】帶電體是否可以看成點電荷，與帶電體的體積、形狀、質(zhì)量無關(guān)，當(dāng)帶電體的大小在研究的問題中可以忽略不計時，帶電體可以看作點電荷。故選A。
2．關(guān)于元電荷和點電荷，下列說法正確的是（　?。〢．點電荷的電荷量一定很小B．電荷量很小的電荷就是元電荷C．物體所帶的電荷量是可以任意的D．帶電物體能不能看作點電荷取決于其形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略
【答案】D【詳解】AD．帶電物體能不能看作點電荷取決于其形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略，與電荷量的大小無關(guān)，A錯誤，D正確；B．元電荷的電荷量等于電子或質(zhì)子所帶的電荷量，B錯誤；C．物體所帶的電荷量是元電荷的整數(shù)倍，C錯誤。故選D。
3．一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N掛在橫桿上的P1處。當(dāng)小球N靜止時，絲線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示。在將懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，觀察到夾角θ增大。由此可知（ ）A．小球N帶負電B．懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，小球N受到的靜電力增大C．M與N間的靜電力大小與它們間的距離的平方成正比D．M與N間的靜電力大小與它們的電荷量乘積成正比
【答案】BD【詳解】A．小球N與M相互排斥，M、N帶同種電荷，M帶正電，N也帶正電，故A錯誤；B．懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，根據(jù)庫侖定律可知 ，小球N受到的靜電力增大，故B正確；CD．根據(jù)庫侖定律公式可知， ，M與N間的電場力大小與間距的平方成反比，與電荷量的乘積成正比，故C錯誤，D正確。故選BD。
4．圖為探究庫侖力的裝置，將兩塊金屬圓片A、B分別固定在絕緣支架上，下支架固定在高精度電子秤的托盤上，上支架貼上距離標(biāo)尺，穿過固定支架的小孔放置?，F(xiàn)將電子秤示數(shù)清零（“去皮”）后，給A、B帶上同種電荷。下列說法錯誤的是（　?。〢．A對B的庫侖力與B對A的庫侖力一定大小相等B．A、B所帶電荷量必須相等C．電子秤的示數(shù)會隨著A、B的靠近而變大D．用與A相同且不帶電的金屬圓片C與A接觸 后移開，電子秤的示數(shù)將減半
【答案】B【詳解】A．A對B的庫侖力與B對A的庫侖力是一對相互作用力，一定大小相等，A說法正確，不符合題意；B．庫侖力是電荷間的相互作用力，庫侖力與電荷所帶電荷量的多少有關(guān)，與電荷間的距離有關(guān)，在探究庫侖力的規(guī)律時，A、B所帶電荷量不一定相等，B說法錯誤，符合題題，故選B；C．兩點電荷間的庫侖力與它們間的距離的二次方成反比，因此電子秤的示數(shù)會隨著A、B的靠近而變大，C說法正確，不符合題意；D．用與A相同且不帶電的金屬圓片C與A接觸后移開，則C與A分別所帶電荷量是原A所帶電荷量的一半，因A、B間的庫侖力與它們所帶電荷量的乘積成正比，所以電子秤的示數(shù)將減半，D說法正確，不符合題意；故選B。
5．兩個相同的金屬小球，帶電荷量分別為-Q和+3Q，相距為d（d遠大于小球半徑）時，它們之間的庫侖力大小為F?，F(xiàn)讓兩小球接觸后再放到距離為d的位置，則它們之間的庫侖力大小將變?yōu)椋ā　。?br/>【答案】B【詳解】開始時兩電荷間的庫侖力為接觸后兩小球各帶電量為Q，則庫侖力故選B。
6．如圖所示，光滑絕緣的水平桌面的同一直線上，放置三個可視為點電荷的小球M、N和P，其中M和N固定，帶電量分別為-q1和+q2，若小球P能保持靜止，則（　?。〢．P一定帶正電，q1＝q2 B．P一定帶負電，q1＝q2C．P可能帶正電，q1＞q2 D．P可能帶負電，q1＜q2
【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，若小球P能保持靜止，則小球M、N對P的作用力等大反向，由同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥可知，由于小球M、N帶異種電荷，無論P帶何種電荷，小球M、N對P的作用力方向都相反，設(shè)小球P的帶電量為q，由庫侖定律可得
7．如圖所示，兩個帶電小球A、B分別用細絲線懸吊在同一點O，靜止后兩小球在同一水平線上，絲線與豎直方向的夾角分別為α、β（α>β），關(guān)于兩小球的質(zhì)量m1、m2和帶電荷量q1、q2，下列說法正確的是（　?。〢．一定有m1