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1、第二节第二节 库仑定律库仑定律一、探究影响点电荷之间相互作用的因素一、探究影响点电荷之间相互作用的因素1.点电荷：点电荷：.定义：当一个带电体的线度比它到其他带电体的距定义：当一个带电体的线度比它到其他带电体的距离小得多，以至在研究它与其他带电体相互作用时，离小得多，以至在研究它与其他带电体相互作用时，该该带电体的形状与电荷的分布状况对相互作用的影响无关带电体的形状与电荷的分布状况对相互作用的影响无关紧要紧要，该带电体相当于一个带电的点，这样的电荷称为，该带电体相当于一个带电的点，这样的电荷称为点电荷。点电荷。.注意：注意：.点电荷是只有电荷量，没有大小形状的理想模型；点电荷是只有电荷量，没有
2、大小形状的理想模型；.实际带电体能否看做点电荷要根据具体问题判断。实际带电体能否看做点电荷要根据具体问题判断。一、探究影响点电荷之间相互作用的因素一、探究影响点电荷之间相互作用的因素A+mgF电电TF电电 =mg tan F电电 1/r2F电电 Q1 Q2F电电 Q1 Q2/r2F电电=k Q1 Q2/r2实验探究实验探究实验原理：实验原理：实验方法：实验方法：控制变量法控制变量法二二.库仑定律库仑定律 1.库仑定律内容库仑定律内容:教材教材P8 黑体字黑体字 真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比
3、，与它们之间距离的平方成反两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。2.适用条件适用条件:真空中的点电荷真空中的点电荷 3.表达式表达式:理解注意理解注意：1)均匀带电球体均匀带电球体可以视为点电荷可以视为点电荷.2)公式公式 在计算时在计算时,Q1 Q2一律带绝对值一律带绝对值.方向方向：在两点电荷连线上，：在两点电荷连线上，同种电荷相斥同种电荷相斥、异种电荷相异种电荷相吸吸。3)点电荷之间的静电力遵循牛顿第三定律。点电荷之间的静电力遵循牛顿第三定律。例题例题1：小结小结：当空间有两个以上的点电荷时
4、，其中一个点电：当空间有两个以上的点电荷时，其中一个点电荷所受的静电力，应该是其他所有点电荷对这个点电荷所受的静电力，应该是其他所有点电荷对这个点电荷的静电力的合力（遵循平行四边形定则）。荷的静电力的合力（遵循平行四边形定则）。例例2.2.试比较电子和质子间的静电引力和万有引力试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.(已知电子质量已知电子质量m m1 1=9.1=9.11010-31-31kg,kg,质子质量质子质量m m2 2=1.67=1.671010-27-27kg,kg,电子电子和质子的电荷量都是和质子的电荷量都是1.601.601010-19-19C.)C.)解：电子和质子的静电引力
5、解：电子和质子的静电引力F F1 1和万有引力和万有引力F F2 2分别是分别是F1F2=kQ1Q2Gm1m2=9.01091.6010-191.6010-196.6710-119.110-311.6710-27=2.31039以后在研究带电微粒间相互作用时以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力经常忽略万有引力.例例3：两个分别带有电荷量：两个分别带有电荷量-Q 和和+3Q 的相同金属的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为小球（均可视为点电荷），固定在相距为r 的两的两处，它们间库仑力的大小为处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触。两小球相互接触后将其固定距离变为后将其固
6、定距离变为r/2，则小球间库仑力大小，则小球间库仑力大小为（为（）A.12/F；B.3F/4；C.4F/3；D.12F。小结：小结：完全相同的金属小球接触后电荷分配：完全相同的金属小球接触后电荷分配：同种电荷同种电荷：先相加再平分先相加再平分；异种电荷异种电荷：先中和再平分先中和再平分；例例4：两个半径为：两个半径为R 的带电金属球所带电荷量分的带电金属球所带电荷量分别为别为q1 和和q2，当两球心相距，当两球心相距L=4R时，两者间时，两者间的静电力大小为（的静电力大小为（）D.无法确定+q1+q2L=4R+q1-q2L=4R-+第二课时第二课时 题型一题型一 库仑力作用下的平衡库仑力作用下
7、的平衡例例1 设某星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星设某星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面球表面1000km 的地方，若将同样的电子粉尘的地方，若将同样的电子粉尘带到距离星球表面带到距离星球表面2000km 的地方相对于该星的地方相对于该星球无初速度释放，则此电子粉尘（球无初速度释放，则此电子粉尘（）A.向星球下落；向星球下落；B.仍在原处悬浮；仍在原处悬浮；C.推向太空；推向太空；D.无法判断。无法判断。练习练习 如图所示，如图所示，A、B 是带有等量的同种电荷的两是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是小球，它们的质量都是m，它们的悬线长度是，它们的悬线长度是L，悬线上端都固定在同一
8、点悬线上端都固定在同一点O，B 球悬线竖直且被固球悬线竖直且被固定，定，A 球在力的作用下，偏离球在力的作用下，偏离B 球球x 的地方静止平的地方静止平衡，此时衡，此时A 受到绳的拉力为受到绳的拉力为T。现保持其他条件不。现保持其他条件不变，用改变变，用改变A 球质量的方法，使球质量的方法，使A 球在距离球在距离B 为为x/2 处平衡，则处平衡，则A 受到绳的拉力为（受到绳的拉力为（）A.T；B.2T；C.4T；D.8T。练习练习小结：小结：相似三角形法相似三角形法例例2 2：A A、B B两两个个点点电电荷荷，相相距距为为r r，A A带带有有9Q9Q的的正正电电荷，荷，B B带有带有4Q4
9、Q的正电荷：的正电荷：（1 1）如如果果A A和和B B固固定定，应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷C C，才才能能使使此此电电荷荷处处于于平平衡衡状状态态？此此时时对对C C的的电电性性及及电电量量q q有无要求？有无要求？（2 2）如如果果A A和和B B是是自自由由的的，又又应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷，使使系系统统处处于于平平衡衡状状态态？此此时时对对第第三三个个点点电电荷荷C C的电量的电量q q的大小及电性有无要求？的大小及电性有无要求？+AB9Q4Q-QQC C 小结：对小结：对(2)三点共线，同夹异，大夹小，中间三点共线，同夹异，大夹小，中间电荷靠近小
10、电荷靠近小。例例3 如图所示，把一个带电小球如图所示，把一个带电小球A 固定在光滑的水平绝固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B。现给。现给B 一一个沿垂直个沿垂直AB 方向的速度方向的速度v0，B 球将（球将（）A.若若A、B 为异性电荷，为异性电荷，B 球一定做圆周运动；球一定做圆周运动；B.若若A、B 为异性电荷，为异性电荷，B 球可能做加速度、速度均变球可能做加速度、速度均变小的曲线运动；小的曲线运动；C.若若A、B 为同种电荷，为同种电荷，B 球一定做远离球一定做远离A 球的变加速球的变加速曲线运动；曲线运动；D.若若A、B 为同
11、种电荷，为同种电荷，B 球的动能一定会减小。球的动能一定会减小。题型二题型二 库仑力作用下的加速运动库仑力作用下的加速运动 例例4：一半径为：一半径为R 的绝缘球壳上均匀的带有电荷量的绝缘球壳上均匀的带有电荷量为为+Q 的电荷，另一电荷量为的电荷，另一电荷量为+q 的点电荷放在球心的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷所受的力为零。现在球上，由于对称性，点电荷所受的力为零。现在球壳上挖去半径为壳上挖去半径为r（r0）的相同小球，小）的相同小球，小球之间用劲度系数均为球之间用劲度系数均为k0 的轻质弹簧链接。当的轻质弹簧链接。当3 个小球处在静止状态时，每个弹簧长度为个小球处在静止状态时，每
12、个弹簧长度为l。已知静电力常数为已知静电力常数为k，若不考虑弹簧的静电感应，若不考虑弹簧的静电感应，则每个弹簧的原长为（则每个弹簧的原长为（）例例7 7、如如图图，质质量量均均为为m m的的三三个个带带电电小小球球A A、B B、C C，放放置置在在光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平面面上上，彼彼此此相相隔隔的的距距离离为为L L，（L L比比球球半半径径r r大大的的多多），B B球球带带电电量量为为Q QB B=-3q=-3q，A A球球带带电电量量为为Q QA A=6q,=6q,若若在在C C上上加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F F，要要使使A A、B B、C C三三球始终保持球始终保持L L的间距运动，求的间距运动，求（1 1）F F的大小？的大小？（2 2）C C球所带电量为多少？带何种电荷？球所带电量为多少？带何种电荷？ACB+-F6q-3qQC+例例8 8、光滑水平面有、光滑水平面有A A、B B两个带电小球，两个带电小球，A A的质量是的质量是B B的质量的的质量的2 2倍，将两球由静倍，将两球由静止释放，初始止释放，初始A A的加速度为的加速度为a,a,经过一段经过一段时间后，时间后，B B的加速度也为的加速度也为a a，速度大小，速度大小为为v v，此时，此时，A A的加速度为的加速度为 .a/2例9.解：解：例10.+_