内容正文:
第一章 静电场
第二节 库仑定律
第一章 静电场
第一章 静电场
1.知道点电荷是个理想模型,知道带电体简化为点电荷的条件.
2.理解库仑定律的内容及公式,知道库仑定律的适用条件.
3.运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题.
学习目标
第一章 静电场
一、影响电荷间相互作用力的因素
自主探究
“探究影响电荷间相互作用力的因素”的实验现象:当小球带电量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小;当小球处于同一位置时,小球的带电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大.
新知初探·自主学习
第一章 静电场
成功发现
电荷之间的作用力随电荷量的增大而______,随距离的增大而______.
增大
减小
第一章 静电场
二、库仑定律
自研教材
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,与它们的电荷量的乘积成__________,与它们的距离的二次方成______,作用力的方向在它们的________上.
(2)公式:F=__________,式中k叫做静电力常量,
k=_________________.
(3)适用条件:真空中的___________.
正比
反比
连线
kq1q2/r2
9.0×109 N·m2/C2
点电荷
第一章 静电场
2.库仑力:电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力.
3.点电荷:本身的线度比相互之间的距离________的带电体叫做点电荷.
小得多
第一章 静电场
成功体验
1.两个电荷之间的静电力,电量大的所受静电力大,电量小的所受静电力小,这种说法正确吗?
提示:不正确.两个电荷相互作用的静电力遵守牛顿第三定律.
2.是否只有体积很小的带电体才能看成点电荷?
提示:不是.
第一章 静电场
三、库仑扭秤实验
自研教材
1.库仑力大小的确定:通过悬丝扭转的______比较库仑力的大小.
2.小球电荷量的确定:让带电金属小球与不带电的相同金属小球接触,两者______电荷量.
角度
平分
第一章 静电场
成功体验
库仑扭秤实验采用了下列哪些方法( )
A.微小量放大法 B.控制变量法
C.比较法 D.累积法
提示:AB
第一章 静电场
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、形状的理想化的模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在.
要点探究·讲练互动
对点电荷的正确理解
第一章 静电场
2.带电体看成点电荷的条件
如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略带电体的形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,带电体就能看成点电荷.这样处理会使问题大为简化,对结果又没有太大的影响,是物理学上经常用到的方法.
第一章 静电场
3.区分点电荷与元电荷
(1)元电荷是电荷量,点电荷是带电体的抽象.两者的内涵不同.
(2)电子、质子的带电量等于元电荷,研究宏观问题时,电子、质子可看做点电荷.点电荷的带电量可能较大也可能较小,但一定是元电荷的整数倍.
第一章 静电场
(2013·抚顺一中高二检测)关于点电荷,以下说法正确的是( )
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
例1
第一章 静电场
【解析】 点电荷是一种理想化模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计.因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以本题A、B错误,C、D正确.故选CD.
【答案】 CD
第一章 静电场
【题后反思】 点电荷与力学中的质点概念类似,都是理想化模型,只具有相对意义.
第一章 静电场
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,在空气中近似成立.
对库仑定律适用条件的理解
第一章 静电场
特别提醒:库仑定律不但适用于静止电荷,也适用于运动电荷.
2.两带电球体间的库仑力的讨论
(1)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算,此时,r应指两球体的球心距.
(2)两个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改变.如图甲,若带同种电荷时,由于排斥而距离变大,此时 F<keq \f(Q1Q2,r2);如图乙,若带异种电荷时,由于吸引而距离变小,此时F>keq \f(Q1Q2,r2).
第一章 静电场
【思路点拨】 由于L远远大于球的半径r,所以两个带电金属球可看成点电荷.