库仑定律的应用
教学目的:让学生初步学会对库仑定律的应用 教学重点:例题的讲解和解法的分析
教学难点:学生对库仑定律的运用能力的培养 教学方法:精讲清练 教学过程: 一、知识的巩固
给学生投影并讲解如下内容
小结
电荷量:电荷的多少 单位:库伦 自然界中只存在两种电荷
使物体带电的方法和实质:
a.摩擦起电 实质
使物体内正负电荷分开 电荷 b.静电感应
转移电荷 另一个物体 电荷守恒定律: 一个物体
另一部分
转移过程中电荷总量不变
19
元电荷:e=1.6× 10
库仑律
内容:
Fk
Q1Q2r2
公式: 适用条件: 真空中的点电荷
QQ 应用:大小:
Fk122
方向;同斥异引 r
带电荷量的绝对值
二、例题讲解:
例1 两个点电荷带有相等的电量,要求它们之间相距1m时的相互作用力等于1N,则每个电荷的电量是多少?等于电子电量的多少倍?
分析 根据库仑定律,由F、r即可计算出电量.
解答 设每个电荷的电量为Q,间距r=1m,相互作用力F=1N.由库仑定律
得
这个电量与电子电量相比为
即是电子电量的6.25×1013倍.
说明 在宏观世界中,Q=1×10-5C,是一个不大的电量,但相比于微观世界中电子等粒子的带电量,这简直是一个巨大的“电的仓库”了.可见,电子电量(或基元电荷)是一个极小的电量.
例2 两个半径相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的几分之几?
分析 设两小球的电量分别为q与7q,则原来相距r时的相互作用力
由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算应分两种情况: (1)两球电性相同,相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为
(2)两球电性不同,相互接触时电荷先中和再平分,每球带电量为
例3、两个点电荷所带电量分别为q和2q,相距为S,问第三个电荷放在何处时受力平衡?
解:设第三个电荷距q为x,电量为Q, 据平衡条件和库仑定律
k
qQ2qQ
kx(sx)2
x=0.41s
说明 (1)两球接触后电量平分,是库仑当年从对称性的直觉得出的结果,也是库
仑实验中的一个重要的思想方法,但必须要求两球完全相同.(2)本题的计算渗透着电荷守恒的思想,即电荷不会创生也不会消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分传递到另一部分,电荷的总量保持不变.
讨论
(1)电荷间的相互作用同样遵循力的独立作用原理.当同时存在着几个电荷时,每个电荷受到的力是其他各个电荷对它的静电力的合力.
(2)两个点电荷在介质中时的相互作用力比在真空中时小,减小的倍数称为介质的介电常数,用ε表示.所以,在介质中的库仑定律表示为
(3)由于物理规律(公式)是在实验数据基础上,通过人为的科学加工建立起来的,因此,公式中的比例系数常有两种处理方法:
一种方法是选择恰当的单位,使比例系数等于1,从而简化公式.如
F=kma.
当规定“使质量1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N”时,式中比例系数k=1,于是公式便变为 F=ma.
另一种方法是当公式中各物理量单位已确定时,需要通过实验直接测定比例系数.如库仑定律公式中的系数k,由于式中电量Q,距离r、力F的单位都已确定,k的大小只能从实验直接测定.
库仑定律的应用
教学目的:让学生初步学会对库仑定律的应用 教学重点:例题的讲解和解法的分析
教学难点:学生对库仑定律的运用能力的培养 教学方法:精讲清练 教学过程: 一、知识的巩固
给学生投影并讲解如下内容
小结
电荷量:电荷的多少 单位:库伦 自然界中只存在两种电荷
使物体带电的方法和实质:
a.摩擦起电 实质
使物体内正负电荷分开 电荷 b.静电感应
转移电荷 另一个物体 电荷守恒定律: 一个物体
另一部分
转移过程中电荷总量不变
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元电荷:e=1.6× 10
库仑律
内容:
Fk
Q1Q2r2
公式: 适用条件: 真空中的点电荷
QQ 应用:大小:
Fk122
方向;同斥异引 r
带电荷量的绝对值
二、例题讲解:
例1 两个点电荷带有相等的电量,要求它们之间相距1m时的相互作用力等于1N,则每个电荷的电量是多少?等于电子电量的多少倍?
分析 根据库仑定律,由F、r即可计算出电量.
解答 设每个电荷的电量为Q,间距r=1m,相互作用力F=1N.由库仑定律
得
这个电量与电子电量相比为
即是电子电量的6.25×1013倍.
说明 在宏观世界中,Q=1×10-5C,是一个不大的电量,但相比于微观世界中电子等粒子的带电量,这简直是一个巨大的“电的仓库”了.可见,电子电量(或基元电荷)是一个极小的电量.
例2 两个半径相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的几分之几?
分析 设两小球的电量分别为q与7q,则原来相距r时的相互作用力
由于两球的电性未知,接触后相互作用力的计算应分两种情况: (1)两球电性相同,相互接触时两球电量平均分布、每球带电量为
(2)两球电性不同,相互接触时电荷先中和再平分,每球带电量为
例3、两个点电荷所带电量分别为q和2q,相距为S,问第三个电荷放在何处时受力平衡?
解:设第三个电荷距q为x,电量为Q, 据平衡条件和库仑定律
k
qQ2qQ
kx(sx)2
x=0.41s
说明 (1)两球接触后电量平分,是库仑当年从对称性的直觉得出的结果,也是库
仑实验中的一个重要的思想方法,但必须要求两球完全相同.(2)本题的计算渗透着电荷守恒的思想,即电荷不会创生也不会消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分传递到另一部分,电荷的总量保持不变.
讨论
(1)电荷间的相互作用同样遵循力的独立作用原理.当同时存在着几个电荷时,每个电荷受到的力是其他各个电荷对它的静电力的合力.
(2)两个点电荷在介质中时的相互作用力比在真空中时小,减小的倍数称为介质的介电常数,用ε表示.所以,在介质中的库仑定律表示为
(3)由于物理规律(公式)是在实验数据基础上,通过人为的科学加工建立起来的,因此,公式中的比例系数常有两种处理方法:
一种方法是选择恰当的单位,使比例系数等于1,从而简化公式.如
F=kma.
当规定“使质量1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N”时,式中比例系数k=1,于是公式便变为 F=ma.
另一种方法是当公式中各物理量单位已确定时,需要通过实验直接测定比例系数.如库仑定律公式中的系数k,由于式中电量Q,距离r、力F的单位都已确定,k的大小只能从实验直接测定.