《庫侖定律》(新人教版選修3-1)

1、靜電場靜電場第一章第一章2庫庫 侖侖 定定 律律 第一章第一章學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5課課 時時 作作 業(yè)業(yè)8易錯案例剖析易錯案例剖析6課堂知識構(gòu)建課堂知識構(gòu)建7學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位課堂情景切入課堂情景切入 我們知道同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，那么電荷之間相互作用力的大小決定于哪些因素呢？知識自主梳理知識自主梳理探究影響電荷間相互作用力的因素探究影響電荷間相互作用力的因素mgtan 變大變大變小變小變小變小變大變大變大變大變小變小距離距離電荷量電荷量庫侖定律庫侖定律 1庫侖力

2、電荷間的_，也叫做靜電力。 2點(diǎn)電荷 (1)點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有_的理想化的模型，類似于力學(xué)中的_，實(shí)際并不存在。 (2)特點(diǎn) 帶電體間的距離比它們自身的大小_； 帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對電荷間的_ 的影響可以忽略。相互作用力相互作用力大小、形狀大小、形狀質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)大得多大得多作用力作用力 3庫侖定律 (1)內(nèi)容：真空中兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用力F的大小，與它們的電荷量q1、q2的_成正比，與它們的距離r的_成反比，作用力的方向在它們的_上。 (2)表達(dá)式：F_，其中靜電力常量k_Nm2/C2。 方向：在兩點(diǎn)電荷的連線上，同種電荷_，異種電荷_。 (3)適用范圍：_。乘積乘積二次方

3、二次方連線連線9.0109相斥相斥相吸相吸真空中的點(diǎn)電荷真空中的點(diǎn)電荷 1實(shí)驗(yàn)裝置 庫侖扭秤(如圖所示)庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn) 2實(shí)驗(yàn)步驟 (1)改變A和C之間的距離，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與_的關(guān)系。 (2)改變A和C的帶電荷量，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與_之間的關(guān)系。距離距離r電荷量電荷量qFq1q2 重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破 一、對點(diǎn)電荷的理解 1點(diǎn)電荷是理想化的物理模型 點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在。 2帶電體看成點(diǎn)電荷的條件 (1)一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要看它本身的線度是否比它們之間的距離小得多。即使是

4、比較大的帶電體，只要它們之間的距離足夠大，也可以視為點(diǎn)電荷。 (2)帶電體的線度比相關(guān)的距離小多少時才能看成點(diǎn)電荷，還與問題所要求的精度有關(guān)。在測量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀及大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時，帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。 特別提醒(1)從宏觀意義上討論電子、質(zhì)子等帶電粒子時，完全可以把它們視為點(diǎn)電荷。 (2)帶電的物體能否看成點(diǎn)電荷，有時還要考慮帶電體的電荷分布情況。 (河南省中原名校聯(lián)考20142015學(xué)年高二上學(xué)期)關(guān)于點(diǎn)電荷，下列說法正確的是() A只有體積很小的帶電體才可以看做點(diǎn)電荷 B只有球形帶電體才可以看做點(diǎn)電荷 C一切帶電體都可以看做點(diǎn)電荷 D帶電體能否被看

5、做點(diǎn)電荷既不取決于帶電體大小，也不取決于帶電體的形狀 答案：D 解析：當(dāng)帶電體的大小和形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這個帶電體可看作點(diǎn)電荷，帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由研究問題的性質(zhì)決定，與自身大小形狀無具體關(guān)系，D正確。 二、對庫侖定律的理解 1庫侖定律的適用條件 (1)真空中；(2)點(diǎn)電荷。 以上兩個條件是理想化的，在空氣中也近似成立。 2k值的確定 庫侖定律中的靜電力常量k，只有在公式中的各量都采用國際單位時，才可以取k9.0109Nm2/C2。 3靜電力的確定方法 靜電力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開進(jìn)行。 (1)大小計(jì)算：利用庫侖定律計(jì)算大小時，不必將表示電性的正、負(fù)號代入公式，只

6、代入q1、q2的絕對值即可。 (2)方向判斷：利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引來判斷。 4多個點(diǎn)電荷的靜電力疊加 對于兩個以上的點(diǎn)電荷，其中每一個點(diǎn)電荷所受的總的靜電力等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時對該電荷的作用力的矢量和。 5庫侖力是“性質(zhì)力” 庫侖力是電荷之間的一種相互作用力，具有自己的特性，與重力、彈力、摩擦力一樣是一種“性質(zhì)力”。同樣具有力的共性，例如兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用力也遵守牛頓第三定律大小相等、方向相反、作用在同一直線上。在實(shí)際應(yīng)用時，與其他力一樣，受力分析時不能漏掉，對物體的平衡或運(yùn)動起著獨(dú)立的作用。 如圖所示，可視為點(diǎn)電荷的小物體A、B分別帶負(fù)電和正電，B固定，其正下

7、方的A靜止在絕緣斜面上，則A受力個數(shù)可能為() A2B3 C4 D5 答案：AC 解析：小物體A必定受到兩個力作用，即重力和B對它的庫侖力，這兩個力方向相反，若兩者恰好相等，則A應(yīng)只受這兩個力作用。若向上的庫侖力小于A的重力，則A還將受到斜面的支持力，這三個力不能平衡，用假設(shè)法可得A必定也受到了斜面的靜摩擦力，所以A受到的力可能是2個，也可能是4個， 選A、C。 三、庫侖定律與萬有引力定律的比較 特別提醒(1)庫侖力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力，受力分析時要分別分析。 (2)庫侖力和萬有引力表達(dá)式的相似性，揭示了大自然的和諧美和多樣美?？键c(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)兩個相同的金屬小球，帶電量之比為1

8、 7，相距為r(r遠(yuǎn)大于小球半徑)，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的()庫侖定律公式的應(yīng)用庫侖定律公式的應(yīng)用 答案：CD 點(diǎn)評：解答本題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)兩金屬小球所帶電性可能相同，也可能相反。 (2)兩相同金屬小球接觸后平分總電量。 (廣西桂林十八中20142015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)要使真空中的兩個點(diǎn)電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，下列方法中可行的是() A每個點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到原來的2倍，電荷間的距離不變 B保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個點(diǎn)電荷間的距離增大到原來的2倍 答案：A兩個可自由移動的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示，A處電荷帶正電

9、Q1，B處電荷帶負(fù)電Q2，且Q24Q1，另取一個可以自由移動的點(diǎn)電荷Q3，放在直線AB上，欲使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則() AQ3為負(fù)電荷，且放于A左方 BQ3為負(fù)電荷，且放于B右方 CQ3為正電荷，且放于A與B之間 DQ3為正電荷，且放于B右方電荷的平衡問題電荷的平衡問題 答案：A 點(diǎn)評：三個帶電體在一條直線上，都在靜電力作用下處于平衡狀態(tài)，它們遵循的規(guī)律是：中間的電荷與兩邊的電荷電性相反，兩邊電荷電性相同，中間電荷量最小，即“兩同夾一異，兩大夾一小?！?(沈陽市20142015學(xué)年高二上學(xué)期期末)如圖所示，大小可以忽略不計(jì)的帶有同種電荷的小球A和B相互排斥，靜止時絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分

10、別為和，且，兩小球在同一水平線上，由此可知() AB球受到的庫侖力較大，電荷量較大 BB球的質(zhì)量較大 CB球受到的拉力較大 D兩球接觸后，再處于靜止?fàn)顟B(tài)時，兩球仍位于同一高度，懸線的偏角、仍滿足 答案：D用干燥的纖維布分別與兩張薄塑料片摩擦一下，然后將兩張塑料片靠近發(fā)現(xiàn)它們相互排斥(如圖)。 通過此現(xiàn)象說明摩擦后的透明塑料片之間的相互作用力不是萬有引力，試敘述你的理由。開放開放探究探究 解析：理由一：透明塑料片互相排斥，而萬有引力使物體相互吸引，顯然這種排斥力不是萬有引力。 理由二：象透明塑料片這樣質(zhì)量小的物體之間存在的萬有引力很小，我們一般無法明顯觀察到明顯的受力情況。而摩擦后的塑料片之間的

11、相互作用力可以明顯觀察到，顯然不是萬有引力。 理由三：這種力的存在和大小取決于透明塑料片是否受到摩擦，萬有引力與是否摩擦無關(guān)，因此這種力不是萬有引力。 宇航員在探測某星球時有如下發(fā)現(xiàn)： (1)該星球帶負(fù)電，而且?guī)щ娋鶆颍?(2)該星球表面沒有大氣； (3)在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一個帶電小球(小球的帶電量遠(yuǎn)小于星球的帶電量)置于離星球表面某一高度處無初速釋放，帶電小球恰好能處于懸浮狀態(tài)。 則根據(jù)以上信息可以推斷() A小球一定帶正電 B小球一定帶負(fù)電 C只改變小球的電荷量，從原高度無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài) D只改變小球離星球表面的高度，無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài) 答案：BD易錯案例剖析易錯案例剖析 易錯點(diǎn)：對物理定律理解不透導(dǎo)致錯誤 案例：如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為l，為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，兩球電量的絕對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F引、庫侖力F庫分別為() 易錯分析