库仑定律--优质获奖课件


栏 目
力.但要注意,若选取整个系统为研究对象,系统内物体间
开 关
相互作用的库仑力为内力;若选取某个带电体为研究对象,
不能漏掉其他带电体对其施加的库仑力.
学习·探究区
学案4
针对训练 如图 4 所示,在光滑绝缘水平面
上固定着质量相等的三个带电小球 a、b、c, 图4
三球在一条直线上.取向右为正方向,若释放 a 球,a 球
(3)若 A、B 不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才
可以使三个点电荷都处于平衡状态?
学习·探究区
学案4
解析 (1)由平衡条件,对 C 进行受力分析,C 在 AB 的连线
上且在 A 的右边,与 A 相距 r,则
k·qr2·qC=kL·4-q·rqC2
本 学 案
解得:r=L3
栏 目 开
(2)电荷量的大小和电性对平衡无影响,距离 A 为L3处,A、B
本 学
的初始加速度为-1 m/s2;若释放 c 球,c 球的初始加速
案 栏
度为 3 m/s2,则释放 b 球时,b 球的初始加速度为多少?
目 开
解析 设 a0=1 m/s2,由牛顿第二定律,

对 a 球有 Fba+Fca=-ma0,

对 c 球有 Fac+Fbc=3ma0,

Fca 和 Fac 为一对作用力和反作用力,即 Fca=-Fac


在时在该点产生的场强的_矢__量__和___.


(2)场强是矢量,遵守矢量合成的___平__行__四__边__形_____定则,
注意只有同时作用在同一区域的电场才能叠加.
(3)电场中某点处的电场强度 E 是唯一的,它的大小和方
向与放入该点的点电荷 q 无关,它决定于形成电场的电荷
(场源电荷)及空间位置.
(2)由牛顿第二定律,对 A 球:
a=
3F1= m
3
kq2 mr2
对系统整体:F=3ma,
故 F=3
q2 3k r2
答案 (1)负电 2q
q2 (2)3 3k r2
学案4
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学案4
本 规律总结 带电体在库仑力作用下做加速运动,带电体的受
学 案
力满足牛顿第二定律,在进行受力分析时不要漏掉库仑
示,由平衡条件得
本 学
F 电=mgtan 37°=34mg
案 栏 目
(2)E=Fq电=34mqg


答案
3 (1)4mg
3mg (2) 4q


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学案4
三、库仑力与牛顿第二定律的结合
例 3 如图 3 所示,光滑绝缘的水平面上固定着
A、B、C 三个带电小球,它们的质量均为 m,
本 学 案 栏
间距均为 r,A、B 带正电,电荷量均为 q.现对 C 施加一水平向右的力 F 的同时放开三个小球, 图3
目 开
欲使三个小球在运动过程中保持间距 r 不变,求:
间的关系为:“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”.
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学案4
二、叠加场中的平衡问题
例 2 如图 2 所示,QA=2×10-8 C,QB=-2× 10-8 C,A、B 相距 3 cm;在水平方向匀强电
本 场的作用下 A、B 保持相对静止,绝缘悬线沿
学 案
竖直方向.求:
图2
栏 目
(1)匀强电场场强大小及方向.


2kQA 2r 2

E
匀=
学 案
1.4×106 N/C,方向水平向右.

目 答案 (1)2×105 N/C 方向水平向左

关 (2)1.4×106 N/C 方向水平向右
学习·探究区
学案4

学 案
规律总结 在点电荷电场和匀强电场中的平衡问题与一般
栏 目
的平衡问题相同,只不过多了库仑力和静电力而已.
学习·探究区
学案4

同理-Fba=Fab,Fcb=-Fbc.
学 案
由①②得 Fba+Fbc=2ma0,Fab+Fcb=-2ma0=mab,
栏 目
即 ab=-2 m/s2,负号表示加速度方向向左.


答案 -2 m/s2,负号表示加速度方向向左
自我·检测区
学案4
1.如图 5 所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔
关 合场强为 0.
(3)设放置的点电荷的电荷量为 Q,分别对 A、B 受力分析, 根据平衡条件 对电荷 A:k4Lq2·q=kQr2·q
学习·探究区
学案4
对电荷 B:k4Lq2·q=kLQ-·4rq2
本 学
联立可得:r=L3,Q=49q(负电荷)
案 栏 目 开 关
即应在 AB 连线上且在 A 的右边,距 A 点电荷L3处放置一个 电荷量为49q 的负电荷.

(1)C 球的电性和电荷量;
(2)水平力 F 的大小.
学习·探究区
解析 (1)A 球受到 B 球库仑力 F1 和 C 球库仑力 F2 后,产生水平向右的加速度,故 F2 必为引力,
C 球带负电.A 球受力如图所示,故 F2sin 30°=
本 F1,即 F2=2F1,
学 案
故 qC=2q.
栏 目 开 关
学 案
可自由移动的点电荷 q,放在+Q1 和-Q2 的连线上,欲使
栏 目
q 平衡,则 q 的带电性质及所处位置可能为
( BD )
开 关
A.负电,放在 Q1 的左方 B.负电,放在 Q2 的右方
C.正电,放在 Q1 的左方 D.正电,放在 Q2 的右方
自我·检测区
学案4
3.一根长为 l 的丝线吊着一质量为 m、带电荷量为
答案 见解析
学习·探究区
学案4
规律总结 1.同一直线上的三个自由点电荷,彼此间存在相
互作用的库仑力,在三个电荷都处于平衡的情况下,每个电
本 学
荷受其余两个电荷的作用力的合力为零,因此可以对三个电
案 栏
荷分别列平衡方程求解(解题时只需列其中两个电荷的平衡
目 开
方程即可).
关 2.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时,电荷
9.0×109 N·m2/C2.
知识·储备区
学案4
7.放入电场中某点的点电荷(试探电荷)所受__静__电___力___与它
的___电__荷__量___的比值叫做该点的电场强度.
8.场强叠加原理和应用
本 学
(1)当空间有几个点电荷同时存在时,它们的电场就互相叠

加,形成合电场,这时某点的场强就是各个点电荷单独存
开 关
(2)A、B 中点处电场的场强大小及方向.
解析 (1)由 A 受力平衡可知,匀强电场的方向水平向左,
对 A:kQArQ2 B=QA·E 匀, 所以 E 匀=k|Qr2B|=9.0×31×09×102-×2210-8 N/C=2×105 N/C.
学习·探究区
学案4

(2)A、B
中点处的场强
E=EA+EB-E
学习·探究区
学案4
一、库仑力作用下的平衡问题
本 例 1 如图 1 所示,带电荷量分别为+q 和
学 案
+4q 的两点电荷 A、B固定,在何处放置点电荷 C,
图1
开 关
才能使 C 处于平衡状态?
(2)在(1)中的情形下,C 的电荷量和电性对 C 的平衡有影
响吗?
q 的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图 6

学 案
所示,丝线与竖直方向成 37°角,现突然将该电
栏 目
场方向变为竖直向下且大小不变,不考虑因电 图 6

场的改变而带来的其他影响(重力加速度为 g),求:

(1)小球受到的静电力大小;
(2)匀强电场电场强度的大小;
自我·检测区
学案4
解析 (1)小球在电场中静止时,受力分析如图所
知识·储备区
学案4
习题课:库仑定律 电场强度



栏 目
1.共点力的平衡条件:物体不受力或所受外力的合力为零.
开 关
2.在某力作用下几个物体运动的加速度相同时,常用整__体__法__
求加速度,隔离法求相互作用力.
3.物体做曲线运动的条件:运动速度方向与物__体__所___受__合__外__力_
方向不共线.
知识·储备区
学案4
4.点电荷是指带有一定电荷量,但不考虑_形__状__和_大__小__的带
电体.当带电体间的距离远大于带电体的尺寸时,可把带

电体看做点电荷.

案 5.两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成


_正__比__,与它们间距离的二次方成_反__比__,作用力的方向在


它们的连线上. 6.库仑定律的表达式为 F=_______k_q_r1_q2_2______,其中 k=
本 一定距离有两个带同号电荷的小球,从静止 图5
学 案
同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化
栏 目
的情况是
(C)
开 关
A.速度变大,加速度变大
B.速度变小,加速度变小
C.速度变大,加速度变小
D.速度变小,加速度变大
自我·检测区
学案4
2.两个点电荷分别固定在左右两侧,左侧电荷带电荷量为
本 +Q1,右侧电荷带电荷量为-Q2,且 Q1=4Q2,另取一个
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库仑定律--优质获奖课件

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工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
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人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
1.点电荷是物理模型 点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,实 际上并不存在. 2.带电体看成点电荷的条件 一个带电体能否看做点电荷,是相对具体问题而言的,不 能单凭其大小和形状确定.
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
实验操作
实验现象 实验结论
探究电荷间作用力与 探究电荷间作用力与
距离的关系
电荷量的关系
保持电荷量不变,改
变悬点位置量q ,观察夹角θ变化情 况
r变大,θ
变小 。
r变小,θ 变大

q变大,θ 变大 。
q变小,θ 变小 。
电荷间的作用力与 距离 有关,与电荷量 有关
真空中的 点电荷 。
与两电荷量的 乘积 成正比 与它们距离的 平方 成反比 在它们的 连线 上,吸引或排斥
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2.表达式 F= kqr1q2 2 ,式中 k 叫做静电力常量,k 的数值 是 9.0×109 N·m2/c2. 五、叠加原理 如果存在两个以上的点电荷,两个电荷之间的作用力不 受其他电荷的影响.其中每一个点电荷所受的总的静电力等 于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的 矢量和 .
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人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
二、静电力与点电荷 1.静电力: 电荷 间的相互作用力,也叫库仑力. 2.点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小 大得多, 以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力 的影响可以 忽略 时,这样的带电体就叫做点电荷.

人教版高中物理库仑定律(18张)获奖ppt课件

人教版高中物理库仑定律(18张)获奖ppt课件
+ + -- +
q
2 2
计算 不带 电性
L
++ + + + + L=4r
库仑力的矢量叠加
实验证明:两个点电荷之间的作用力不因第三 个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个 以上点电荷某一个点电荷的作用力,等于各点 电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。
q2 q1
r01 r02
库仑力的矢量叠加原理:
q0
47
9.11 10 31 1.67 10 27
N
0.529 10
10 2
N
例题1.氢原子核(即质子)的质量是 1.67×10-27kg , 电子的质量是 9.1×10-31kg , 在氢原子内它们之间的最短 距离为5.3×10-11m。试比较氢核与其核外电子之间的库 仑力和万有引力。 由此得静电力与万有引力的比值为
F1
F2
F
例题3.真空中有三个点电荷,它们固定在边长50 cm的等边三 角形的三个顶点上,每个点电荷的电荷量都是 +2×10-6 c,求 它们所受的库仑力。 解:q3共受F1和F2两个力的作用,q1=q2=q3=q,相互间的距离 r 都相同,所以
q 9.0 10 2 10 F1=F2=K = 2 r 0.52
即:两大夹小,两同夹异
9Q
+
A
QC
+ 4Q
B
口诀:两同夹异,近小远大,反比距离平方
• 4、两个固定点电荷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C处于平衡状态( ) A、C为正电荷,且方于B的右方 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

库仑定律--优质获奖课件

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对点电荷的理解
• 1.点电荷是理想化的物理模型:点电荷是只有电荷量,没有 大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并 不存在.
• 2.带电体看成点电荷的条件:一个带电体能否看成点电荷, 是相对具体问题而言的,不能单凭它的大小和形状来确 定.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多,则带电体 的大小及形状就可以忽略不计,此时带电体就可以视为点电 荷.
比•较3.易混淆的点几电个荷概念 项
元电荷
小带电体
忽略了大小、形状,只 电子或质子所 体积较小的 概念
考虑电荷量的带电体 带的电荷量 带电物体
实质
物理模型
最小电荷量 带电物体
(1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数 倍; 联系 (2)小带电体的大小远小于所研究问题的距离时,小带 电体可视为点电荷
1.(2017·江苏校级模拟)如图所示,点电荷+Q固定,点电荷 +q沿直线从A运动到B.此过程中,两电荷间的库仑力是( )
A.吸引力,先变小后变大 B.吸引力,先变大后变小 C.排斥力,先变小后变大 D.排斥力,先变大后变小
【答案】D
【解析】带同种电的小球受斥力作用,而距离先越来越近, 再越来越远,由于电量保持不变,根据 F=kQr2q可知距离先减 小后增大,电场力先逐渐增大,后逐渐减小.故 A、B、C 错 误,D 正确.故选 D.
确;对于体积很大的带电体,当其大小在研究的问题中可以 忽略不计时,可以简化为点电荷,故B错误;电荷量很小的 带电体的体积不能忽略不计时,不能简化为点电荷,故C错
误;只有当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时,
带电体才可以简化为点电荷,与带电体的绝对大小无关,只 与相对大小有关,故D错误.故选A.
点电荷

库仑定律--优质获奖课件

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栏目 导引
第一章 静电场
(2014·抚顺一中高二检测)关于点电荷,以下说法正确的 是( CD ) A.足够小的电荷就是点电荷 B.一个电子,不论在何种情况下均可视为点电荷 C.在实际中点电荷并不存在 D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值, 而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
第一章 静电场
第二节 库仑定律
第一章 静电场
学习目标 1.通过演示实验,定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量 的多少以及电荷之间距离大小的关系. 2.知道点电荷的概念,体会科学研究中的理想模型方法. 3.理解库仑定律的内容、公式及适用条件,知道静电力常量, 并会求点电荷间的作用力. 4.通过对比静电力和万有引力,体会自然规律的多样性和统 一性.
栏目 导引
第一章 静电场
对库仑定律的理解 1.库仑定律的适用条件 (1)真空中; (2)点电荷. 以上两个条件是理想化的,在空气中也近似成立.
栏目 导引
第一章 静电场
2.两带电球体间的库仑力的求解 (1)两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电 荷,也适用库仑定律,二者间的距离就是球心间的距离. (2)两个规则的带电球体相距比较近时,不能被看做点电荷, 此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改 变,即电荷的分布会发生变化.如图甲,若带同种电荷时, 由于排斥而距离变大,此时 F<kQr1Q2 2;如图乙,若带异种电 荷时,由于吸引而距离变小,此时 F>kQr1Q2 2.
第一章 静电场
一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不 能单凭其大小和形状来确定.
栏目 导引
第一章 静电场
1.下列关于点电荷的说法正确的是 ( BC ) A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B.均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷 C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷 D.带电的金属球一定不能视为点电荷 解析:带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比 它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大,也不是 看它所带的电荷量有多大.

教科版选修3-1库仑定律省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件

教科版选修3-1库仑定律省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
第19页
第6页
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.关于点电荷,以下说法中正确是( ) A.体积小带电体 B.球形带电体 C.带电少带电体 D.大小和形状对作用力影响可忽略带电体
第7页
二、如何正确理解和应用库仑定律 1.库仑力的理解:库仑定律仅适用于真空中静止的 两个点电荷间的相互作用的理想情况. 有人根据 F=kQr1Q2 2推出当 r→0 时,F→∞,从数学 角度分析似乎正确,但从物理意义上分析,这种看 法是错误的.因为当 r→0 时,两带电体已不能看做 点电荷,库仑定律及其公式也就不再适用,不能成 立了.例如:两个导体球,中心之间的距离为 r,则 两球带同种电荷时,F<kQr1Q2 2;两球带异种电荷时, F>kQr1Q2 2.
第16页
库仑定律和力学规律综合应用
例3 如图1-2-4所表示,悬挂在 O点一根不可伸长绝缘细线下端有 一个带电荷量不变小球A.在两次试
验中,均迟缓移动另一带同种电荷 小球B.当B抵达悬点O正下方并与A 在同一水平线上,A处于受力平衡 时,悬线偏离竖直方向角度为θ, 若两次试验中B电荷量分别为q1和 q2 , θ 分 别 为 30°和 45°. 则 q2/q1为
面1000 km地方,又若将一样电子粉尘带到距星
球表面 km地方相对于该星球无初速度释放,则
此电子粉尘( )
A.向星球下落
B.仍在原处悬浮
C.推向太空
D.无法判断
第10页
3.怎样正确应用库仑定律 库仑定律既能够计算库仑力大小,还能够判
断库仑力方向,当带电体带负电荷时,无须将负 号代入公式中,只将电荷量绝对值代入公式算出 力大小,再依据同种电荷相互排斥、异种电荷相 互吸引来判断方向.只有采取国际单位,k数值才 是9.0×10 9 N·m2/C2.假如一个点电荷同时受到两个 或更多点电荷作用力,能够依据力合成法则求协 力.

库仑定律--优质获奖课件

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【典例2】两个电荷量分别为Q和4Q的负点电荷a、b,在真空 中相距为l,如果引入另一点电荷c,正好能使这三个电荷都处 于静止状态,试确定点电荷c的位置、电性及它的电荷量. 【解题指导】解答本题时,可按以下思路分析:
【标准解答】由于a、b点电荷同为负电荷,可知电荷c只能是
正电荷,且应放在a、b之间的连线上. 依题意作图如图所示,设电荷c和a相
受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反.
(2)由库仑力的方向及二力平衡可知,三个点电荷必须在同 一直线上,且同种电荷不能相邻.
2 知,中间的异种电荷电荷量应最小,且靠近 (3)由F= k q1q 2
两侧电荷量较小的那一个,即“三点共线,两同夹异,两大
r
夹小,近小远大”.
【特别提醒】库仑力是电荷之间的一种相互作用力,具有自己 的特性,与重力、弹力、摩擦力一样,是一种“性质力”,受 力分析时不能漏掉.
距为x,则b和c相距为(l-x),c的电
荷量为q.对电荷c,所受的库仑力的合力为零,则Fac=Fbc. 根据库仑定律得:k
l 3
解得: x1 ,x2=-l(舍去) 又由Fca=Fba,得: k
qQ
qQ q 4Q k . 2 2 x l x
答案:电荷c在a、b之间的连线上,和a相距为 l 处,
而改变,即电荷的分布会发生改变.如图甲,若带同种电
2 荷时,由于排斥而距离变大,此时F< k Q1Q ;如图乙, 2
r
若带异种电荷时,由于吸引而距离变小,此时F> k
Q1Q 2 . r2
(3)库仑定律中的静电力常量k,只有在公式中的各量都采 用国际单位时,才可以取k=9.0×109N·m2/C2.
(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律,与两个
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