2012新课标同步导学物理[沪科版]课件：选修3-1第1章 1．2　探究电荷相互作用规律

(共37张PPT)
1.2　探究电荷相互作用规律
用软纸与两张塑料透明片摩擦，然后把它们相互靠近，两张塑料片之间会发生什么作用？反复实验几次，探究分析它们之间的作用力的大小可能跟哪些因素有关．
1．基本定义
带电体是一个带电的几何点，叫做点电荷．
2．要点剖析
(1)点电荷的作用：既排除了带电体的形状大小的影响，又广泛适用于各种带电体(因为任何带电体都可看做是由许多点电荷组成的)．
(2)点电荷的区别是电荷量的多少和电性的正负．
(3)点电荷是理想模型，点电荷不占空间大小．实际的带电体在下列几种情况下可视为点电荷：
①带电体的几何线度远小于带电体间的距离；
②带电体间相互作用力大小跟带电体的形状、大小几乎没有关系．
1．经典表述
在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，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．
2．公式形式
3．适用条件
(1)库仑定律只适用于点电荷，通常在不计电荷本身线度的情况下，库仑定律也适用．
(2)上式仅适用于真空中．
(3)库仑定律是宏观带电体通过实验总结出来的，是研究静止点电荷间相互作用力的基本规律，它也适用于微观粒子(如质子、电子)间的相互作用．
具体方法请参见例2.
(2)点电荷与带电体间的库仑力
利用等效替代的方法可把复杂的、不规则的研究对象变为简单的、规则的模型，使问题得到解决．具体方法请参见例3.
电荷间相互作用力的大小跟什么有关
提出问题 电荷间相互作用力的大小跟什么因素有关
猜想与假设 1.两电荷间距离
2.两电荷电荷量
进行实验与收集证据 1.按课本P11图1－8装置，保持电荷量不变，改变A球的位置；位置不同，偏角不同，且距离越近，偏角越大，说明小球所受电力越大，即两球距离越小，电荷间相互作用力越大
2.A球放在同一位置，增大或减小其所带电量．带电量越大，偏角越大，说明小球所受电力越大，即带电量越大，电荷间相互作用力越大
分析与结论 与电荷间相互作用力有关的因素：
1.两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大
2.两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大
如右图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是(　　)
【答案】　D
由于对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深，常会出现以下错解：
1．将a、b既可以看做质点，也可以看做点电荷，万有引力定律和库仑定律都适用，选A.
2．a、b既不能看做质点，也不能看做点电荷，万有引力定律和库仑定律都不适用，选B.
【答案】　D
【答案】　C
2．两个固定的点电荷A和B，分别带有正电荷q和9q.它们之间的距离为L，现要在A、B的连线上放入点电荷C，为使C受到的静电合力为零，则C应在什么位置？
(2009年浙江高考理综卷)如下图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处于静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为(　　)
【答案】　C
库仑力和重力、弹力、摩擦力等力学中的其他力相同，在分析有库仑力存在的物体的受力情况时，力学中的一些规律、方法仍然适用．
3．如右图所示，两个质量均为m的带电小球，带相同的电荷量，用长为L的细线挂在同一点上，静止时两线夹角为2θ.若小球的半径可以忽略不计，求每个小球上的电荷量．
1．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，跟它们的电荷量的乘积成 ，跟它们间的距离的二次方成 ，作用力的方向在它们的 上．
(3)适用范围： 中两个 之间的作用力．
正比
反比
连线
真空
点电荷
2．点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小 ，以至其形状和大小对相互作用力的影响可以 ．
大得多
忽略不计
【答案】　D
【答案】　B
3．(考查点：库仑力大小的确定)如右图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一 条来表示，它应是(　　)
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
【解析】　对小球c研究，c受a的斥力F斥，c受b的吸引力F引，若F斥＝F引，则两力的合力沿水平方向，由于F引>F斥，则c球受静电力的合力应为F2.
【答案】　B
4．(考查点：库仑力大小的确定)把质量是2.0×10－3 kg的带电小球B用细线悬挂起来，如右图所示．若将带电荷量为4.0×10－8 C的小球A靠近B，平衡时细线与竖直方向成45°角，A、B在同一水平面上，相距0.30 m，试求：
(1)A球受到的静电力为多大？
(2)B球所带电荷量为多少？
【答案】　(1)2.0×10－2 N　(2)5.0×10－6 C
练考题、验能力、轻巧夺冠