20xx教科版高中物理選修（3-1）1-2《庫侖定律》-預(yù)覽頁
【正文】 ． ( 2 ) 一個(gè)帶電體能否看作點(diǎn)電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其 確定． 忽略不計(jì) 并不存在 大小和形狀 二、影響電荷間相互作用力的因素 實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的相互作用力隨電荷量的增大而 ，隨它們之間的距離的增大而 ． 三、庫侖定律 1 ． 庫侖扭秤實(shí)驗(yàn) ( 1 ) 原理：通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度來確定靜電力大?。? 增大 減小 ( 2 ) 控制變量法： ① 探究電荷間作用力的大小跟距離的關(guān)系，保持電荷的電荷量不變，距離增大時(shí)，作用力 ，距離減小時(shí)，作用力 ． ② 探究電荷間作用力的大小跟電荷量的關(guān)系，保持兩個(gè)電荷之間的距離不變，電荷量增大時(shí)，作用力 ，電荷量減小時(shí)，作用力 ． 減小 增大 增大 減小 2 ． 庫侖定律 ( 1 ) 內(nèi)容 適用條件 真空中的 . 庫侖力大小 ① 與電荷量的 成正比 ② 與它們距離的 成反比 庫侖力方向 ③ 在它們的 上，吸引或排斥 點(diǎn)電荷 乘積平方連線 ( 2 ) 公式 庫侖定律的公式 ，式中 k 叫做 ， k的數(shù)值是 . 庫侖定律的公式和 公式相似，但庫侖力比萬有引力要強(qiáng)得多． 3 ． 靜電力的疊加 對于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，兩個(gè)電荷間的作用力不受其他電荷影響．其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力，等于其他電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對該點(diǎn)電荷的作用力的 ． F＝ k Q 1Q 2r 2 靜電力常量 109 N 角，兩個(gè)質(zhì)量均為 m 、電荷量均為 Q 的帶同種電荷的小球 從等高處由靜止沿導(dǎo)軌下滑 ( 導(dǎo)軌足夠長 ) ．求： ( 1 ) 兩個(gè)小球間距離為何值時(shí)，兩球速度達(dá)到最大值？ ( 2 ) 以后小球做何種形式的運(yùn)動(dòng)？ 圖 1－ 2－ 5 思路點(diǎn)撥： 首先對其中一個(gè)小球進(jìn)行受力分析，速度最大時(shí)加速度為零，兩小球均為平衡狀態(tài)，列出平衡方程可解得兩球間的距離．此后小球減速運(yùn)動(dòng)到速度為零，再加速返回． 解析： ( 1 ) 球 B 沿斜面受力平衡時(shí)速度最大，如圖所示，則 mg s in 45176。 【例 4 】 如 圖 1 － 2 － 7 所示，半徑為 R 的橡膠圈均勻帶有電荷量為＋ Q 的電荷，另一帶電荷量為＋ q 的點(diǎn)電荷放在圓心 O 上，由于對稱性，點(diǎn)電荷受力為零，若在橡膠圈上剪去一小段 l ( l很小 ) ，則此時(shí)置于圓心的點(diǎn)電荷所受力的大小為多少？方向如何？ ( 已知靜電力常量 k ) 圖 1－ 2－ 7 解析： 由于橡膠圈均勻帶電，原來每條直徑兩端相等長度的電荷對圓心處點(diǎn)電荷＋ q 的庫侖力相互平衡．當(dāng)在橡膠圈 A 處剪去長為 l 的一小段后，因?yàn)槭窍鹉z圈，其余部分的電荷分布不改變，所以其他直徑兩端電荷對球心處＋ q 的作用力仍相互平衡，剩下的就是與 A 相對的 B 處長度也等于 l 的電荷對它的作用 力，又因?yàn)?l 很小，所以 l 可以當(dāng)作點(diǎn)電荷，適用于庫侖定律． B 處長為 l 的橡膠圈的電荷量為 qB＝lQ2π R 由于 l 很小，可以把 l 看作點(diǎn)電荷，根據(jù)庫侖定律，它對中心＋ q 作用力大小為： F ＝ kq B qR2 ＝ klQq2π RR2 ＝ klq Q2π R3 ， 其方向由球心指向小孔中心． 答案： k lqQ2π R 3 ，其方向由球心指向小孔中心． 反思領(lǐng)悟： 本題求解時(shí)靈活運(yùn)用了對稱的思想及近似的處理方法．題中兩處用到近似： ( 1 ) 剪去 一小段后，認(rèn)為電荷在橡膠環(huán)上的分布不變； ( 2 ) 把 B 處一小段上的電荷看成點(diǎn)電荷，這也是解決物理問題的基本方法之一．
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