库仑定律的应用

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:

Fk

Q1Q2r2

公式: 适用条件: 真空中的点电荷

QQ 应用:大小:

Fk122

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

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(sx)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

19

元电荷:e=1.6× 10

库仑律

内容:

Fk

Q1Q2r2

公式: 适用条件: 真空中的点电荷

QQ 应用:大小:

Fk122

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

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(sx)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.


相关内容

  • 机械能守恒定律的应用教案
  • 机械能守恒定律的应用(校级公开课) 武进洛阳中学 吴伟庆 2012.4.12 [教学目标] [知识目标] 1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点,会用机械能守恒定律解决简单的问题: 2.能判断具体问题中物体系统的机械能是否守恒,明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点: 3.掌握用 ...

  • 基尔霍夫定律在电子电工中的应用
  • 一.基尔霍夫定律的内容 基尔霍夫(电路)定律(Kirchhoff laws) 是电路中电压和电流所遵循的基本规律,是分析和计算较为复杂电路的基础,1845年由德国物理学家G.R. 基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff ,1824-1887)提出.基尔霍夫(电路)定律包括基尔霍夫电 ...

  • 浅谈基尔霍夫定律
  • 浅谈基尔霍夫定律 摘要:基尔霍夫定律 (Kirchhoff laws) 阐明集总参数电路中流入和流出结点的各电流间以及沿回路的各段电压间的约束关系的定律,是 1845 年由德国物理学家 G·R·基尔霍夫提出.原始基尔霍夫定律给出了三个必备条件:两组方程的线形函数形式:确定方程组中每项正负号的法则:两 ...

  • 注意物理定律.公式的适用条件和应用范围
  • 注意物理定律.公式的适用条件和应用范围 物理定律和公式一般都是在一定的理想化模型下建立或推导出来的,都只在一定条件下和一定范围内才适用,因此应用物理定律和公式来分析.解决实际问题时,必须注意其适用条件和应用范围.然而,这点却往往被学生所忽视,他们在各种练习中常常不加分析地从题给数据出发,乱套乱用物理 ...

  • 大学物理教学大纲
  • 附件: 本科教学大纲 ( 大学物理 专业课程) 河南警察学院教务处编 目 录(2号.加粗) (以下为4号字) 课程名称 ----------------------(页码) 课程名称----------------------(页码) 课程名称----------------------(页码) 课 ...

  • 人教版高中物理教材总目录
  • 高中物理新课标教材目录(人教版) 高中物理新课标教材·必修1 第一章 运动的描述 1 质点参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述──速度 4 实验:用打点计时器测速度 5 速度变化快慢的描述:加速度 第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动 ...

  • 高中物理教材目录
  • 现行高中物理新课标教材目录(人教版) 高中物理新课标教材·必修1 第一章 运动的描述 1 质点参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述──速度 4 实验:用打点计时器测速度 5 速度变化快慢的描述──加速度 第二章 匀变速直线运动的研究 1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直 ...

  • [安培定则.左手定则.右手定则.楞次定律的综合应用]复习教案
  • <安培定则.左手定则.右手定则.楞次定律的综合应用>复习教案 安培定则.左手定则.右手定则.楞次定律的综合应用 安培定则 课题 教学对象 复习目标 教学课时 教学重难点 学情分析 高中物理专题复习课-安培定则.左手定则.右手定则.楞次定律的综合应用 高三学生 1.巩固对安培定则.左手定则 ...

  • 浅谈几个著名的大数定律及应用
  • 浅谈几个著名的大数定律及应用 李 蕊 (青海大学成教学院,青海 西宁,810001) 摘 要 大数定律以严格的数学形式表达了随机现象最根本的性质--平均结果的稳定性,是随机现象统计规律性的具体表现,本文介绍了几种常用的大数定律,并给出一些简单应用. 关键词 大数定律 随机变量 数学期望 概率 1 引 ...