电荷与库仑定律

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电荷与库仑定律,电场,授课人：董 健,2010,届高三物理第一轮复习,电 场,电荷,电荷,力的,性质,能的性质,电场强度,电势差,U,，,电势,电场线,等势面,W=,qEd,=,qU,=-,p,匀强电场,U=,E,d,互相垂直,沿着电场线电势降落,应用,带电粒子在电场中的运动,静电屏蔽,电容器,一、电荷,电,荷,种类,同性相斥、异性相吸,正电荷、负电荷,性质,产生,摩擦起电,接触起电,感应起电,+,+,+,+,+,+,+,+,接触起电,感应起电：,感应起电的原因是由于,静电感应,！,一、电荷,电,荷,种类,同性相斥、异性相吸,正电荷、负电荷,性质,产生,摩擦起电,接触起电,感应起电,原因,得失电子,元电荷,元电荷：,实验表明，任何带电体所带的电荷量总是电子电荷量的整数倍，将这个最小的电荷量称作元电荷。,温馨提示：,1,、元电荷是自然界中,最小,的带电量。,2,、,e,的数值最早由,密立根,(,美国,),测得！,密立根用液滴法测定了电子电荷，证明微小粒子带电量的变化是不连续的，只能是元电荷,e,的整数倍,即,:,粒子的电荷是量子化的,例：有两个完全相同的带电绝缘金属球,A,、,B,，分别带有电量,问在以下情况中有多少电荷发生转移？又有多少电子发生转移,（,1,）,Q,A,=6.4,10,-19,C, Q,B,=3.2,10,-19,C,（,2,）,Q,A,=6.4,10,-19,C, Q,B,=-3.2,10,-19,C,元电荷,:,点电荷,:,试探电荷,:,场源电荷,:,是指所带的电量,e=1.60,10,19,C,的电荷。,是指不考虑形状和大小的带电体,可与质点的概念相类比,是指电量很小的点电荷，,性质：放入电场后不会影响该电场的性质。,是指形成电场的电荷，,一、电荷,电,荷,种类,同性相斥、异性相吸,正电荷、负电荷,性质,产生,摩擦起电,接触起电,感应起电,原因,得失电子,电荷守恒定律,元电荷,电荷守恒定律：,电荷不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，转移过程中，电量的总和保持不变，这个实验定律称为电荷守恒定律,.,电荷,守恒定律也常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。,一、电荷,电,荷,种类,同性相斥、异性相吸,正电荷、负电荷,性质,产生,摩擦起电,接触起电,感应起电,原因,得失电子,电荷守恒定律,作用,电 场,库仑定律,元电荷,2,、定律的数学表达式：,式中,3,、适用条件：真空中的点电荷,二、库仑定律,1,、内容：,在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上,例,1,两个半径为,r,的带电球所带电量分别为,q,1,和,q,2,，当两球心相距为,R,时，相互作用的库仑力大小为,( ),A.F=kB.F,k,C.F,k D.,无法确定,.,万有引力定律,库仑定律,数学表达式,成立条件,质点,点电荷,对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替,r,对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，,r,都等于球心距,三、库仑定律的应用,1,、关于点电荷,问你,1,：,关于点电荷的下列说法中正确的是：,A .,真正的点电荷是不存在的,B .,点电荷是一种理想模型,C .,足够小的电荷就是点电荷，例如电子,D .,一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,ABD,由公式：,知,当,这种说法对吗？,问你,2,：,点电荷,是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。例如在研究带电体间的相互作用时，如果,带电体本身的线度,远,小于,它们之间的,距离,带电体本身的,大小,，对我们所讨论的问题,影响甚小,，相对来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。,感悟：,2,、关于库仑定律与电荷守恒定律,例,2,：,有两个完全一样的金属小球,A,、,B,，,A,带电量,7Q,，,B,带电量,-Q,，,相距为,r,，已知球的半径比,r,小得多。,将两小球接触后放回原位置，小球间库仑力是原来的多少倍？,将不带电的相同小球,C,与,A,接触后移去，,A,、,B,间库仑力为原来多少倍？,将不带电的相同小球,C,与,A,接触后再与,B,接触后移去，,A,、,B,间库仑力为原来多少倍？,将不带电的相同小球,C,反复与,A,、,B,球接触，最后移去,C,球，试问,A,、,B,间的库仑力变为原来的多少倍？,3,、关于受库仑力作用的物体的平衡问题,仅受,库仑力,例,3,：,在真空中同一条直线上的,A,、,B,两点固定有电荷量分别为,+4,Q,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,A,、,B,不固定且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？,+4Q,A,B,-Q,三点共线、两同夹异、两大夹小,例,4,、如图，带电荷量分别为,q,1,、,q,2,，,质量分别为,m,1,、,m,2,的金属小球，用细线悬挂于,O,点，平衡时，两球等高，且,，则可判定（ ）,A.q,1,必大于,q,2,B.q,1,必小于,q,2,C.m,1,必大于,m,2,D.m,1,必小于,m,2,C,不只受库仑力作用,例,5,：,已知如图，带电小球,A,、,B,的电荷分别为,Q,A,、,Q,B,，,OA=OB,，,都用长,L,的丝线悬挂在,O,点。静止时,A,、,B,相距为,d,。,为使平衡时,AB,间距离减为,d/2,，,可采用以下哪些方法,( ),A.,将小球,A,、,B,的质量都增加到原来的,2,倍,B.,将小球,B,的质量增加到原来的,8,倍,C.,将小球,A,、,B,的电荷量都减小到原来的一半,D.,将小球,A,、,B,的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球,B,的质量增加到原来的,2,倍,O,A,B,4,、涉及牛顿定律问题,例,6,：,已知如图，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是,m,的相同小球，两两间的距离都是,l,，,A,、,B,电荷量都是,+,q,。给,C,一个外力,F,，,使三个小球保持相对静止共同加速运动。求：,C,球的带电电性和电荷量；外力,F,的大小。,A,B,C,例,7,、,一摆长为,L,的单摆，摆球质量为,m,，,带有负电荷，电量为,q,，,如果悬点,A,处放一正电荷，电量也为,q,，,要使摆能在竖直平面内作完整的圆周运动，如图所示，则摆在最低点的速度最小值为多少？,最高点临界条件,:,T=0,选用物理规律,:,向心力公式,+E,守恒,+,-,V,A,-,G,F,电,总结：,库仑力和重力、弹力、摩擦力一样，是性质力，它具备力的一切性质，遵循力学的一切规律。,因此，解决电场中的问题，实际上就是力学规律应用范围的拓展，在原来的三打基本性质力的基础上再加上了一个电场力。,