库仑定律课件5.pptVIP

解析　由于橡胶圈均匀带电，原来每条直径两端相等长度的电荷对圆心处点电荷＋q的库仑力相互平衡．当在橡胶圈A处剪去长为l的一小段后，因为是橡胶圈，其余部分的电荷分布不改变，所以其他直径两端电荷对球心处＋q的作用力仍相互平衡，剩下的就是与A相对的B处长度也等于l的电荷对它的作用力，又因为l很小，所以l可以当作点电荷，适用于库仑定律． * * 2　库仑定律 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量． 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． 3．知道库仑扭秤的实验原理. 忽略不计 并不存在 大小和形状 增大 减小 减小 增大 增大 减小 适用条件 真空中的 . 库仑力大小 ①与电荷量的 成正比 ②与它们距离的 成反比 库仑力方向 ③在它们的 上，吸引或排斥 点电荷 乘积 平方 连线 静电力常量 万有引力定律 矢量和 特别提醒　库仑定律只适用于真空中的点电荷之间静电力的计算．任意形状的带电体之间的静电力应找出它们的等效点电荷，然后再用库仑定律计算． 一、点电荷的概念及库仑定律的适用条件 1．点电荷是一个相对的概念，至于带电体的线度比相关的距离小多少时它才能当作点电荷，要看问题所要求的精确度而定．在宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷． 2．一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定． 例如，一个半径10 cm的带电圆盘，如果考虑它和10 m处某个电子的作用力，就完全可以把它看做点电荷，而如果这个电子离圆盘只有1 mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面． 三、库仑定律的应用 1．计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行．即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q1、q2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可． 2．式中各量的单位要统一用国际单位，与k＝9.0×109 N·m2/C2统一． 3．如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力． 4．两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律． 5．库仑定律与万有引力定律的比较 特别提醒　(1)库仑力和万有引力是不同性质的力． (2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用． 【典例1】 如图1－2－1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 借题发挥　任何物理定律的成立都有一定的适用条件，不能盲目生搬硬套．本题对两个定律的适用条件陈述较为隐蔽，充分挖掘才能理清． 【变式1】 两个点电荷相距为d，相互作用力大小为F；保持两点电荷电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小变为4F，则两点电荷之间的距离应变为(　　)． A．4d B．2d C．d/2 D．d/4 答案　C 解析　若设q1、q3均带正电，则虽然q2可以平衡，但q1或q3所受的两个库仑力由于均为斥力故而方向相同，不能平衡．若设q1、q3均带负电，则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反，可能平衡．因此， q1、q3均带负电．也就是说，在这种情况下， q1、q3必须是同种电荷且跟q2是异种电荷． q1受q2水平向右的库仑引力作用和q3水平向左的库仑斥力作用． 借题发挥　本题设置的物理情景比较清楚，过程也很单一，但仍要注意分析，仔细运算，容易出现的问题有：由于未认真审题，误认为只是要求q2处于平衡状态而没有看清是三个点电荷均要处于平衡状态；或者在分析时，片面地认为只要考 虑其中两个点电荷的平衡条件就行了，似乎只要满足了这一条件，它们对第三个点电荷的库仑力肯定相等；或者运算时丢三落四．凡此种种，均不可能得出正确的结果． 【变式2】 如图1－2－3所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为＋4Q和－Q的点电荷．将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？ 答案　见解析 【典例3】如图1－2－4所示，半径为R的橡胶圈均匀带有电荷量为＋Q的电荷，另一带电荷量为＋q的点电荷放在圆心O上，由于对称性，点电荷受力为零，若在橡胶圈上剪去一小段l(l很小)，则此时置于圆心的点电荷所受力的大小为多少？方向如何？(已知静电