20xx教科版高中物理選修3-11-2庫侖定律-資料下載頁
2024-11-17 22:41本頁面
【導(dǎo)讀】第2課時(shí)庫侖定律。同學(xué)們都知道，一些物體被摩擦后能夠吸引輕小物體．如圖1. 生彎曲，這一定是電荷之間發(fā)生的相互作用力．又如圖1－2. －2所示，用絲綢摩擦過的玻璃棒和毛皮摩擦過的橡膠棒，它。請(qǐng)學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容——庫侖定律．。狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間相互作用力的影響可以。時(shí)，這樣的帶電體就可以看作帶電的點(diǎn)，叫做點(diǎn)電荷．。實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的相互作用力隨電荷量的增大而，間的距離不變，電荷量增大時(shí)，作用力，電荷量減小時(shí)，庫侖力方向③在它們的上，吸引或排斥。庫侖定律的公式，式中k叫做，k. 式相似，但庫侖力比萬有引力要強(qiáng)得多．。點(diǎn)電荷的概念及庫侖定律的適用條件。庫侖定律僅適用于真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷相互作用的理想情況．。1．計(jì)算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向分別進(jìn)行．即用公。于絕緣支座上，兩球心間的距離l為球半徑的3倍．若使它們
【正文】 176。 ，得： r ＝ Q kmg； ( 2 ) 此后庫侖力的分力大于重力的分力，小球減速運(yùn)動(dòng) 至零，然后返回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)． 反思領(lǐng)悟： 庫侖力作用下的帶電體的平衡問題，實(shí)質(zhì)上屬于力學(xué)問題，只是多了一種新的性質(zhì)力，同樣遵循所有的力學(xué)規(guī)律．若平衡，列力的平衡方程求解，若不平衡，列牛頓第二定律方程求解． 答案： ( 1 ) Q kmg ( 2 ) 做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 如圖 1 － 2 － 6 所示，兩個(gè)大小相同的小球，質(zhì)量分別為m m2，帶同種電荷，電荷量分別為 q q2，將它們用等長的細(xì)絲線懸掛于同一點(diǎn) O . 若這時(shí)兩懸線與豎直方向的夾角相等，則 m1和 m2， q1和 q2的關(guān)系可能是 ( ) 圖 1 － 2 － 6 A ． m1＝ m2， q1＝ q2 B ． m1＝ m2； q1≠ q2 C ． m1≠ m2； q1＝ q2 D ． m1≠ m2， q1≠ q2 解析： 本題是一道包括電場(chǎng)力在內(nèi)的力學(xué)題，應(yīng)根據(jù)受力分析，利用平衡條件，就可以找出 q q m m2之間關(guān)系． 取 q1小球?yàn)檠芯繉?duì)象， q1小球受重力 m1g ，懸線拉力 T1和兩帶電小球間斥力 F 作用，其受力示意圖如圖所示． q1小球在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則 m1g 和 F 的合力與懸線拉力 T1大小相等、方向相反，并在同一直線上，其 m1g 與 F 的平行四邊形如圖所示． 由力的平行四邊形法則可知： t a n α 1 ＝Fm 1 g 同理有 t a n α 2 ＝F ′m 2 g. 根據(jù)牛頓第三定律知 F ＝ F ′ ，又 α 1 ＝ α 2 ，所以一定有 m 1 ＝ m 2 ，因式中無電荷量，說明與兩小球電荷量無關(guān)． 答案 ： AB 創(chuàng)新拓展 利用 “ 等效思想 ” 處理非點(diǎn)電荷的庫侖力 F ＝ kQ 1 Q 2r2 中的 r 是指兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離，對(duì)于不能視為點(diǎn)電荷的問題，可根據(jù)帶電體的對(duì)稱性，運(yùn)用微元法、割補(bǔ)法等，運(yùn)用等效的思想去處理，化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷，這樣難點(diǎn)得以突破，公式得以運(yùn)用，從而使問題迎刃而解。 【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(duì)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(duì)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(duì)球心處＋ q 的作用力仍相互平衡，剩下的就是與 A 相對(duì)的 B 處長度也等于 l 的電荷對(duì)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(duì)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(duì)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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