鲁科版 (2019)必修 第三册库仑定律课文配套课件ppt

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1.经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系。2.知道点电荷的概念，了解理想化模型。3.理解库仑定律的内容、公式及适用条件。4.理解库仑力的概念，会用库仑定律进行有关计算。
知识点二　两点电荷间的静电力
1.静电力：电荷间的______作用力。2.点电荷 当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离____得多，以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可______时，这样的带电体称为________。3.实际带电体看作点电荷的条件 取决于研究的问题和精度要求。在测量精度要求范围内，带电体的______、大小等因素的影响可忽略，实际带电体可视为________。
4.点电荷是理想模型任何带电体都有大小和形状，真正的点电荷是________的。点电荷是一个理想模型。在中学物理中，如果未特别指出带电体的形状、大小等，通常都把此带电体视为点电荷。
例1 下列关于点电荷的说法正确的是(　　)A.电荷量很小的带电体就是点电荷B.一个电子，不论在何种情况下，都可以看成点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成点电荷
解析　带电体能否看成点电荷和带电体所带的电荷量没有必然的联系，主要看带电体的形状、大小及电荷分布情况相对所研究的问题是否可以忽略，如果能够忽略，则带电体可以看成点电荷，否则就不能，故C正确，A、B、D错误。
1.点电荷的特征：有质量、电荷量，无大小、形状。2.带电体能看作点电荷的条件：带电体之间的距离远大于带电体的大小。同一个带电体有时可以看成点电荷，有时则不能看成点电荷。　　
训练1 关于点电荷，下列说法中正确的是(　　)A.点电荷就是体积足够小的带电体B.点电荷就是所带电荷量足够小的带电体C.点电荷就是可以看作质点的带电体D.当带电体的形状、大小和电荷分布的影响可以忽略时，即可看作点电荷
解析　当带电体的形状、大小和电荷分布的影响可以忽略时，即可看作点电荷，所以体积足够小的或者电荷量足够小的带电体不一定能看作点电荷，能看作质点的带电体也不一定能看作点电荷，故D正确。
原子结构模型示意图如图所示。该模型中，电子绕原子核做匀速圆周运动，就像地球的卫星一样。观察图片，思考：电子做匀速圆周运动所需的向心力是由原子核对电子的万有引力提供的吗？
提示　原子核对电子的静电力提供了向心力，两者间的万有引力要比静电力小得多，可以忽略不计。
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F的大小，与它们的电荷量Q1、Q2的乘积成______，与它们的距离r的二次方成______；作用力的方向沿着它们的______，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2.静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的________。
4.库仑定律的应用(1)静电力是“性质力”，不是“效果力”，它与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性，受力分析时不能漏掉。(2)运用库仑定律求静电力时，可将电荷量的绝对值代入公式计算静电力的大小，根据电荷的正、负判断静电力的方向。
5.库仑定律与万有引力定律的比较
角度1　库仑定律的理解
库仑定律的理解(1)库仑定律的适用条件：①真空中；②静止点电荷。这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。(2)当r→0时，带电体不能再看成点电荷，库仑定律不再适用。(3)两个点电荷之间的静电力遵守牛顿第三定律，即电荷量大的电荷对电荷量小的电荷的作用力大小等于电荷量小的电荷对电荷量大的电荷的作用力大小。　　
角度2　静电力的叠加例3 如图所示，在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C。在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m。如果有一电子在C点处，它所受的静电力的大小和方向如何？
解析　电子在C点同时受A、B处点电荷的静电力FA、FB，如图所示，
答案　8.0×10－21N　方向平行于AB向左
静电力的叠加方法(1)多个点电荷，其中每个点电荷所受静电力都为其他点电荷单独存在时静电力的矢量和。(2)点电荷间单独作用时，遵循库仑定律，只代数值，计算大小，根据带电性确定方向。(3)求各力矢量和时，共线代数加减，不共线用平行四边形定则。　　　
训练2 如图所示，直角三角形ABC中，∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(　　)
A.A带正电，QA∶QB＝1∶8B.A带负电，QA∶QB＝1∶8C.A带正电，QA∶QB＝1∶4D.A带负电，QA∶QB＝1∶4
解析　由于C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，正点电荷受力应如图所示，
1.(对点电荷的理解)(多选)下列关于点电荷的说法，你认为正确的是(　　)A.点电荷可以是带电荷量很大的带电体B.只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看作点电荷C.求一个半径为10 cm的带电圆盘和它相距1 mm 处某个电子间的静电力时，可以把圆盘看成点电荷D.求两个半径为10 cm的带电圆盘相距5 m时，它们之间的静电力，可以把圆盘看成点电荷
解析　能否把一个带电体看作点电荷，不是取决于带电体的大小、形状等，而是取决于研究问题的实际需要，看带电体的形状、大小和电荷分布状况对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略，故A、D正确。
2.(库仑定律的应用)真空中有两个静止的点电荷，电性相同，一个带电荷量3q，一个带电荷量q，它们之间的作用力为F，若它们接触后分开，距离增大为原来的两倍，则它们之间的相互作用力变为(　　)
3.(静电力的叠加)(2024·南京师大附中高二期中)如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，则下列说法正确的是(　　)
A.C带正电，且QCQBC.C带负电，且QCQB
解析　因A、B都带正电，所以两者的静电力表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C之间的作用力方向都一定在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，且FCAθ3。关于这个实验，下列说法正确的是(　　)
A.通过该实验现象可知，小球带正电B.该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关C.该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大，表示电荷之间的相互作用力越弱D.通过该实验现象可知，电荷之间的相互作用力大小与电荷之间的距离的平方成反比
解析　依据同种电荷相斥，异种电荷相吸，可判定小球带正电，故A正确；从题图可看出，距离带电导体球Q越远，细丝线与竖直方向的夹角越小，通过对小球的受力分析可知，小球受到的静电力越小，则该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关，但不能得出电荷之间的相互作用力大小与电荷之间距离的平方成反比的结论，故B正确，C、D错误。
4.如图所示是研究“点电荷之间相互作用规律”的库仑扭秤装置，下列说法正确的是(　　)
A.A、C球带电荷量必须相等B.需要精确测量小球的电荷量C.通过悬丝扭转的角度比较力的大小D.探究出静电力与距离成反比
解析　实验中将A、C球接触，使两球所带的电荷量相同，故A、C球带电荷量不需要相等，故A错误；在库仑那个时代，没有电荷量的单位，不可能准确测出每个小球的电荷量，故B错误；悬丝扭转的角度越大说明A、C球间的静电力越大，故通过悬丝扭转的角度比较力的大小，故C正确；图中探究出静电力与距离的平方成反比，故D错误。
6.如图所示，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架上，两球心间的距离l是球半径的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之间的万有引力F引和静电力F静的表达式中正确的是(　　)
题组三　静电力的叠加8.如图所示，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所带的电荷量比b所带的电荷量小。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表示，它应是(　　)
A.F1B.F2 C.F3D.F4
解析　根据“同性电荷相斥，异性电荷相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力的方向，又a的带电荷量小于b的带电荷量，根据平行四边形定则求合力，如图所示，选项B正确。
9.如图，带电荷量分别为Qa、Qb、Qc的小球，固定在等边三角形的三个顶点上，Qa所受静电力的合力F方向垂直于Qa、Qb的连线，则(　　)
A.Qb、Qc异号，且Qc＝2Qb B.Qa、Qb异号，且Qb＝2QaC.Qa、Qc同号，且Qc＝2Qa D.Qa、Qb同号，且Qb＝2Qa
10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个质量均为m的带电小球分别固定在直角三角形ABC的三个顶点上，∠ABC＝30°，AC边长为l。已知A、B、C三个顶点上的小球所带电荷量分别为＋q、＋4q、－q，在释放顶点C处小球的瞬间，其加速度大小为(　　)
11.如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量均为＋q，c和d电荷量均为－q。则a电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小是(　　)