高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课前预习ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律课前预习ppt课件，共15页。
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正比,与它们的 距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。2.表达式 
3.适用条件(1)库仑定律适用于真空中静止点电荷之间的相互作用,在干燥空气中也近似适用。(2)相距一定距离的两个均匀带电绝缘球体(可视为点电荷)之间,或者一个均匀带电球体与球 外一个点电荷之间的相互作用,也可用库仑定律公式来计算,式中的r是两个带电球体球心间 或球体球心与点电荷间的距离。易错警示    对于两个带电金属球,在距离较小时,等效电荷的中心与球心不重合,r为等效电荷 中心间的距离,而非球心间的距离,如图甲、乙所示。      
4.静电力的计算(1)利用库仑定律计算两个点电荷之间的静电力的大小,静电力的方向在两点电荷的连线上, 同种电荷相斥,异种电荷相吸。(2)两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作 用力的矢量和。即静电力的合成遵循平行四边形定则。 易错警示    两个点电荷之间的作用力不会因第三个点电荷的存在而改变。
知识辨析1.电子和质子都是小到肉眼看不见的微观粒子,电子和质子一定可以视为点电荷吗?2.根据库仑定律F=k ,当r→0时,两带电体间的库仑力F→∞,这种说法正确吗?3.A、B是两个固定的点电荷,当其他电荷移到附近时,A、B间的库仑力怎样变化?4.光滑绝缘水平面上,有两个相距较近且带同种电荷的小球,将它们由静止释放,它们之间的 库仑力怎样变化?
一语破的1.不一定。带电体能否看成点电荷取决于所研究的问题,而与带电体本身大小无关。2.不正确。因为当r→0时,两个带电体不能视为点电荷,公式F=k 不适用了。3.两个点电荷之间的库仑力不因第三个电荷的存在而改变。4.逐渐减小。带同种电荷的两个小球相互排斥,它们之间的距离增大,根据F=k 可知,库仑力变小。
　1.库仑力和重力、弹力、摩擦力一样是按性质命名的力,分析库仑力作用下带电体的平衡问 题时,采用的方法与力学平衡问题的相同,只是受力分析时多了一个库仑力。处理此类问题 通常是采用整体法或隔离法受力分析,然后利用正交分解法或矢量三角形法判断或求解相关 物理量。
　　示例　如图,光滑绝缘圆筒固定,内有两个带正电小球A、B在图示位置静止。若B由于 漏电而下降少许后重新平衡,分析A、B间的库仑力及B对筒壁的压力变化情况,分析思路如 下: 
2.三个自由点电荷的平衡问题(1)模型构建:在光滑绝缘水平面上,沿一直线依次放置三个自由点电荷C、A、B,电荷量分别 为Q3、Q1、Q2,均处于平衡状态。 (2)理论分析:每个点电荷受到另外两个点电荷的库仑力必定大小相等、方向相反。对于点 电荷A,有k =k ;对于点电荷B,有 = ,解得三个点电荷电荷量的关系为 = + 或 =  +  。
(3)模型特点①“三点共线”——三个自由点电荷分布在同一直线上。②“两同夹异”——正、负电荷相互间隔,两端是同种电荷。若三个点电荷均带同种电荷, 外侧点电荷不能平衡,因为分别受到同一方向的斥力作用;异种电荷在中间,若在外侧,会受同 一方向的引力作用,不能平衡。③“两大夹小”——中间的异种电荷的电荷量最小。参照上图分析,若Q1>Q2,则FAC>FBC,C不 能平衡;同理若Q1>Q3,则FAB>FCB,B不能平衡;可知中间的点电荷A的电荷量Q1最小。④“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的外侧电荷,远离电荷量较大的外侧电荷,如 上图必有Q2>Q3。结合“两大夹小”,可知三个点电荷的电荷量关系为Q2>Q3>Q1。
1.库仑力作用下的加速问题可以归纳为“电学问题、力学方法”,分析思路如下:2.库仑力与其他力结合,可以使带电体做直线运动或匀速圆周运动,当带电体做上述运动时, 满足直线运动或匀速圆周运动的条件。
典例　如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,开始 A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,A、B的质量分别为mA=0.40 kg、mB=0.10 kg,其中A绝 缘且不带电,B、C的电荷量为QB=QC=+5×10-5 C,且保持不变,开始时三个物体均保持静止 【1】。现用一平行于斜面向上的力F拉物体A,使它沿斜面向上做匀加速直线运动,运动2 m后F 不再变化【2】。已知静电力常量为k=9.0×109 N·m2/C2,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)开始时B、C间的距离L;(2)物体A向上运动2 m所用的时间;(3)此过程中F的最大值和最小值。
信息提取    【1】A、B两物体整体受到沿斜面向上的库仑力,合外力为零。【2】在拉力F的作用下,A、B先一起做匀加速直线运动,当两者之间的弹力为零时,A与B分 离,此后拉力F不再变化,A在拉力F作用下做匀加速直线运动。思路点拨    (1)三个物体静止时,以A、B整体为研究对象,根据力的平衡条件【3】求出B、C间 的距离。(2)A、B运动2 m的过程中,做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律【4】结合匀变速直线运动的 规律【5】,求出运动的时间及此过程中F的最大值和最小值。解析    (1)开始时三个物体静止,对A、B整体,沿斜面方向受力平衡,有 =(mA+mB)g sin 30°(由【1】、【3】得到)解得L=3 m(2)由题意可知,物体A运动了2 m时A、B恰好分离,此时A、B的加速度相同,对于物体B,在沿斜面方向有 -mBg sin 30°=mBa(由【2】、【4】得到)