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1、电荷间的相互作用规律电荷间的相互作用规律: :同种电荷相斥，异种电荷相吸同种电荷相斥，异种电荷相吸, ,这种相互作用的电力叫做这种相互作用的电力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力静电力与哪些因数有关静电力与哪些因数有关? ?与带电体的与带电体的电量电量有关有关 与带电体之间的与带电体之间的距离距离有关有关与带电体自身的与带电体自身的大小及形状大小及形状有关有关与带电体所处的空间物质即与带电体所处的空间物质即介质介质有关有关真空中点电荷真空中点电荷的静电力与电量和距离有关的静电力与电量和距离有关简单化简单化: :在在真空真空( (空气空气) )中研究，中研究，点电荷点电荷猜想猜想: :R R1 1
2、R R2 2L L当当L LR R1 1、2 2时时物体大小形状可忽略物体大小形状可忽略控制变量法控制变量法理想化模型理想化模型体积小就是点电荷体积小就是点电荷? ?定性实验定性实验: :控制变量法控制变量法距离越小静电力越大距离越小静电力越大带电量越大静电力越大带电量越大静电力越大定量测定：定量测定：杠杆测量和杠杆测量和库仑扭称库仑扭称库仑扭称库仑扭称库仑扭称库仑扭称杠杆测量杠杆测量FQFQ1 1Q Q2 2，F1/rF1/r2 2，1.1.内容：内容：F F的大小：的大小：FQFQ1 1Q Q2 2， F1/rF1/r2 2，真空中两点电荷间的静电力真空中两点电荷间的静电力F FF F的方
3、向：两电荷连线的方向：两电荷连线, ,同性相斥同性相斥, ,异性相吸异性相吸2.2.表达式：表达式：(K(K为静电力常量，实验测定为静电力常量，实验测定k= 9k= 910109 9 N Nm m2 2/C/C2 2) )3.3.适用条件：适用条件：b b、计算时电量代绝对值求、计算时电量代绝对值求F F大小，再判断大小，再判断F F方向方向a a、遵从牛顿第三定律、遵从牛顿第三定律c c、当多个电荷作用时，采用力的合成求合力、当多个电荷作用时，采用力的合成求合力注意：注意：介质中介质中介质中介质中k k k k不同不同不同不同带电体采用微积分求法带电体采用微积分求法带电体采用微积分求法带电体
4、采用微积分求法真空中真空中的的点电荷点电荷, ,否则否则求合力求合力求合力求合力注意适用条件注意适用条件注意适用条件注意适用条件控制变量控制变量控制变量控制变量与引力比较与引力比较与引力比较与引力比较电荷平衡电荷平衡电荷平衡电荷平衡电荷平分电荷平分电荷平分电荷平分悬挂小球悬挂小球悬挂小球悬挂小球求微元受力求微元受力求微元受力求微元受力解：解：课本课本P14: 2.P14: 2.求电子的线速度、周期？求电子的线速度、周期？与引力比较与引力比较与引力比较与引力比较例例 在氢原子内在氢原子内, ,电子和质子的间距为电子和质子的间距为5.285.281010-11-11m m， 求它们之间电相互作用和
5、万有引力求它们之间电相互作用和万有引力, ,并比较它们的大小并比较它们的大小. .+ +- -v v控制变量控制变量控制变量控制变量2 2? ?3 3不变不变1/31/32/272/27? ? ? ?Q Q1 1=Q=Q2 2课本课本P14: 1.P14: 1.3 33 33 31/91/9求合力求合力求合力求合力A AB BC C+Q+Q-Q-Q+Q+Qr rr rr r求求C C的受力？的受力？F FACACF FACACF F合合+q+q2 2F F1 1F F3 3F F4 4F F2 2若若Q QA AQ q qB,B,m mA A= =m mB B, ,平衡时两球位于同一水平面平衡
6、时两球位于同一水平面,=?=?tantan=F/=F/m mA Ag gtantan=F=F/ /m mB Bg g=摆角由质量摆角由质量m mA A、m mB B决定，决定，与带电量无关。与带电量无关。m mB B当当m mA A m mB B时，可得时，可得两球系统重心左移两球系统重心左移, ,重力重力产生逆时针力矩产生逆时针力矩, ,整体逆整体逆时针转动时针转动,变小变小,变大变大电荷平衡电荷平衡电荷平衡电荷平衡+9Q+9Q+Q+QA AB BL L引入第三个电荷引入第三个电荷q q，使，使三个电荷都平衡三个电荷都平衡问问q q带何种电？位置？带电量？带何种电？位置？带电量？-q-q-q
7、-qx xx=L/4x=L/4+Q+Qq=9Q/16q=9Q/16三个电荷都平衡，三个电荷都平衡，求它们带电量之比求它们带电量之比+9Q+9Q-Q-QA AB B-q-q+q+qq q1 1L L1 1q q2 2q q3 3L L2 2两同夹异两同夹异两大夹小两大夹小近小远大近小远大q q1 1q q3 3【例4】如图9-1-6所示，用金属丝AB弯成半径r=1m的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d=2cm、相对来说很小的间隙.将电量Q=3.1310-9C的正电荷均匀分布金属丝上，求圆心O处的电场强度.求微元受力求微元受力求微元受力求微元受力【解析】可以这样想：将圆环的缺口补上，并且它的电荷密度
8、与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O处叠加后场强为0.根据对称性可知，带电圆环在圆心O处的总场强E=0. 设原缺口环所带电荷的线密度为,=Q/(2r-d).则补上的金属小段带电量Q=d，它在O处的场强为: =910-2(N/C).设待求的场强为E2，由E1+E2=0可得 E2=-E1=-910-2N/C. 负号表示E2与E1方向相反，即E2的方向向左，指向缺口.例题四、甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球例题四、甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球, , 其中只有一个带电其中只有一个带电, , 如果让甲球分别依次与乙球、如果让甲球分别依次与乙球、丙球接触后丙球接触后, ,再把甲、丙球放在相距再把甲、丙球放在相距R R处处, , 它们的库它们的库仑力为仑力为F, F, 若让丙球分别依次跟乙球、甲球接触后若让丙球分别依次跟乙球、甲球接触后, , 再把甲、丙球放在相距再把甲、丙球放在相距R R处处, , 它们间的库仑力为它们间的库仑力为4F, 4F, 则可知原来带电的球是则可知原来带电的球是(A) (A) 甲球甲球 (B) (B) 乙球乙球 (C) (C) 丙球丙球 (D) (D) 无法判断无法判断
