第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用2

庫(kù)侖定律導(dǎo)入新課

電荷之間存在“同性相斥，異性相吸”，既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小取決于哪些因素呢？一電荷之間的作用力

1.觀(guān)看視頻，思考以下問(wèn)題。交流討論

(1)懸繩為什么發(fā)生了偏轉(zhuǎn)？提示：受到起電機(jī)金屬球的排斥力(2)當(dāng)棉球的位置發(fā)生變化時(shí)，懸繩的偏轉(zhuǎn)程度也發(fā)生了變化，你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？提示：靠的越近、懸繩的偏轉(zhuǎn)程度越大點(diǎn)擊播放視頻2.探究影響電荷間相互作用力的因素。(1)采用什么實(shí)驗(yàn)方法？控制變量法(2)如何求出點(diǎn)電荷之間的相互作用力？提示：從作用力表達(dá)式F=mgtanα中,根據(jù)偏轉(zhuǎn)角的大小確定靜電力的大小。一電荷之間的作用力(3)通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論？提示：當(dāng)兩小球電量不變時(shí)，力隨距離增加而減?。划?dāng)距離不變時(shí)，力隨電量的增加而增加。3.兩個(gè)實(shí)際的帶電體間的相互作用力與它們自身的大小、形狀以及電荷分布有關(guān)系嗎？提示：由于電荷間相互作用，當(dāng)帶電物體靠的較近時(shí)，電荷的分布會(huì)因物體的大小和形狀受到影響，出現(xiàn)不均勻分布的現(xiàn)象。一電荷之間的作用力4.什么情況才可以把帶電物體當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？提示：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看作帶電的點(diǎn)，叫作點(diǎn)電荷。1.庫(kù)侖定律的內(nèi)容真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線(xiàn)上。電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫(kù)侖力。一電荷之間的作用力2.適用范圍：真空中的點(diǎn)電荷。梳理深化一電荷之間的作用力3.帶電物體可以看成點(diǎn)電荷的條件當(dāng)帶電物體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，可以看作點(diǎn)電荷。

點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。4.庫(kù)侖力的方向同種電荷間為排斥力，沿著連線(xiàn)背離電荷向外；異種電荷間為吸引力，沿著連線(xiàn)向內(nèi)。一電荷之間的作用力5.庫(kù)侖力的性質(zhì)(1)庫(kù)侖力是一種性質(zhì)力，與重力、彈力、摩擦力地位等同。⑵庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律，一對(duì)庫(kù)侖力大小相等，方向相反，作用在同一條直線(xiàn)上。⑶庫(kù)侖力的合成與分解遵循平行四邊形定則。一電荷之間的作用力例1.如圖所示，兩個(gè)帶電球，大球的電荷量大于小球的電荷量，可以肯定（）A.兩球都帶正電B.兩球都帶負(fù)電C.大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力D.兩球受到的靜電力大小相等

D鞏固提升一電荷之間的作用力練習(xí)1.（多選）將兩個(gè)半徑極小的帶電小球(可視為點(diǎn)電荷)置于一個(gè)絕緣的光滑水平面上,從靜止開(kāi)始釋放,則下列敘述正確的是（）A.它們的加速度一定在同一直線(xiàn)上,而且方向可能相同B.它們的加速度可能為零C.它們的加速度方向一定相反D.它們的加速度大小之比保持不變CD一電荷之間的作用力例2.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是（）

A.只有體積很大的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C.一切帶電體都能看成點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可以忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體才可以看成點(diǎn)電荷D一電荷之間的作用力練習(xí)2.（多選）關(guān)于元電荷和點(diǎn)電荷的理解正確的是（）A.元電荷就是電子B.元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量C.體積很小的帶電體就是點(diǎn)電荷D.點(diǎn)電荷是一種理想化模型BD二庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ友芯砍隽穗姾砷g相互作用力的大小跟電量和距離的關(guān)系。1.閱讀課本第7頁(yè)，熟悉庫(kù)侖扭秤的結(jié)構(gòu)，明確其測(cè)量原理。

(1)B球的作用是什么呢？

提示：使A球在水平面內(nèi)平衡(2)如何觀(guān)測(cè)庫(kù)侖力的大??？提示：A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)的角度和力的大小有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。交流討論二庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟主要有哪些？(1)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：改變A和C之間的距離，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與距離r的關(guān)系；改變A和C的帶電荷量，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關(guān)系。二庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)3.觀(guān)看實(shí)驗(yàn)視頻，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(1)力F與距離r的二次方成反比。(2)力F與q1和q2的乘積成正比。(3)力F與q1和q2的關(guān)系：

1.實(shí)驗(yàn)裝置：庫(kù)侖扭秤。2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論二庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)(1)力F與距離r的二次方成反比。(2)力F與q1和q2的乘積成正比。梳理深化二庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)例3.判斷下列選項(xiàng)是否正確(1)實(shí)驗(yàn)表明電荷之間的作用力一定和電荷間的距離成反比。（）(2)實(shí)驗(yàn)表明兩個(gè)帶電體的距離越大，作用力就越小。（）(3)點(diǎn)電荷是一個(gè)帶有電荷的點(diǎn)，它是實(shí)際帶電體的抽象，是一種

理想化模型。（）(4)球形帶電體一定可以看成點(diǎn)電荷。（）(5)很大的帶電體也有可能看做點(diǎn)電荷。（）√×鞏固提升√×√三靜電力的計(jì)算1.完成課本第8頁(yè)例題1，你能初步談?wù)剮?kù)侖力和萬(wàn)有引力的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)嗎？項(xiàng)目萬(wàn)有引力定律庫(kù)侖定律不同點(diǎn)只有引力既有引力又有斥力天體間表現(xiàn)明顯微觀(guān)帶電粒子表現(xiàn)明顯都是場(chǎng)力萬(wàn)有引力場(chǎng)電場(chǎng)公式條件兩質(zhì)點(diǎn)之間兩點(diǎn)電荷之間交流討論

2.如果存在兩個(gè)以上點(diǎn)電荷，如何求每個(gè)點(diǎn)電荷受到其他所有點(diǎn)電荷對(duì)它的作用力？完成課本第9頁(yè)例題2。

提示：兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。三靜電力的計(jì)算

1.大小計(jì)算：電性的正負(fù)號(hào)不代入公式，取絕對(duì)值。2.方向判斷：利用電荷的性質(zhì)確定。3.多個(gè)帶電體同時(shí)存在：利用力的平行四邊形定則求出合力。三靜電力的計(jì)算

庫(kù)侖定律梳理深化例4.使兩個(gè)完全相同的金屬小球(均可視為點(diǎn)電荷)分別帶上－3Q和＋5Q的電荷后，將它們固定在相距為a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F1，現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在相距為2a的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為F2，則F1與F2之比為（）A.2∶1 B.4∶1C.16∶1 D.60∶1D三靜電力的計(jì)算

鞏固提升三靜電力的計(jì)算

練習(xí)3.如圖所示，A、B是兩個(gè)帶等量同種電荷的小球，A固定在豎直放置的10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣的傾角為30°的斜面上且恰與A等高，若B的質(zhì)量為30g，則B帶電荷量是多少？(取g＝10m/s2)解：設(shè)A、B間的距離為L(zhǎng)，對(duì)B：F＝mgtan30°＝0.3N三靜電力的計(jì)算

例5.如圖所示，光滑絕緣的水平面上固定著A、B、C三個(gè)帶電小球，它們的質(zhì)量都為m,

彼此間距離均為r，A、B帶正電，電荷量均為q?，F(xiàn)對(duì)C施加一個(gè)水平力F的同時(shí)放開(kāi)三個(gè)小球。三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持間距r不變，三個(gè)小球均可視為點(diǎn)電荷。求：(1)C球的電性和電荷量大?。?2)水平力F的大小。三靜電力的計(jì)算

解：(1)A球受到B球與C球的庫(kù)侖力作用后，產(chǎn)生水平向右的加速度，所以C球?qū)球的庫(kù)侖力為引力,C球帶負(fù)電，對(duì)A球，豎直方向有，所以Q=2q。(2)對(duì)A球，水平方向有，將ABC作為整體，則。三靜電力的計(jì)算

練習(xí)4.如圖所示，在光滑、絕緣的水平面上，沿一直線(xiàn)依次排列三個(gè)帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點(diǎn))．若它們恰能處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)小球所帶電荷量及電性的關(guān)系，可能為下面的（）A.－9q、4q、－36q B.4q、9q、36qC.－3q、2q、8q D.3q、－2q、6qA課堂小結(jié)知識(shí)點(diǎn)電荷是理想模型庫(kù)侖定律適用條件：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷內(nèi)容、公式靜電力的計(jì)算庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)思維控制變量法轉(zhuǎn)換法課外拓展

兩個(gè)正點(diǎn)電荷Q1＝Q和Q2＝4Q分別固定在光滑絕緣水平面上的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)相距L，且A、B兩點(diǎn)正好位于水平放置的光滑絕緣半圓細(xì)管兩個(gè)端點(diǎn)的出口處，如圖所示。(1)現(xiàn)將另一正點(diǎn)電荷置于A、B連線(xiàn)上靠近A處由靜止釋放，求它在