新版本人教教材《庫侖定律》課件人教版

1、第九章 靜電場及其應用第九章 靜電場及其應用學習目標1.通過實驗,定性認識電荷之間的相互作用力與電荷量、電荷間的距離的關(guān)系,知道庫侖定律和靜電力常量,并通過靜電力與萬有引力的對比,體會自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性,體會自然界和諧的統(tǒng)一美.2.通過與質(zhì)點模型的類比,認識點電荷的概念,建立點電荷理想模型.知道將帶電體看成點電荷的條件,體會類比法和建構(gòu)理想模型在科學研究中的作用.3.通過了解科學家在探索庫侖定律過程中所使用的研究方法,領(lǐng)會在庫侖的實驗中采用的微小量放大、類比等思想方法,體驗科學思想方法在科學研究中的重要作用.4.通過具體實例,理解庫侖定律的適用條件,能夠應用庫侖定律計算點電荷間的靜電力,

2、會利用力的合成的知識解決三個點電荷的平衡問題,培養(yǎng)知識遷移能力和運用數(shù)學知識解決物理問題的能力.2庫侖定律學習目標1.通過實驗,定性認識電荷之間的相互作用力與電知識點一電荷之間的作用力1.將摩擦起電后的氣球靠近空易拉罐,空易拉罐被氣球吸引而滾動起來.如果減小氣球到易拉罐的距離或使氣球摩擦后的電荷量增大,那么易拉罐的滾動情況會發(fā)生答案:滾動加快.帶電的氣球和空易拉罐之間的作用力可能與氣球的電荷量以及它們之間的距離有關(guān).可以采用控制變量法來驗證猜想.怎樣的變化?據(jù)此猜想,它們之間的作用力可能與哪些因素有關(guān)?要驗證猜想,可以采用什么實驗方法?知識點一電荷之間的作用力1.將摩擦起電后的氣球靠近空易拉罐

3、2.庫侖定律: 中兩個 之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成 ,與它們的距離的二次方成 ,作用力的方向在 .3.靜電力(庫侖力): 之間的相互作用力叫作靜電力或庫侖力.4.點電荷:當帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的 、 及 對它們之間的作用力的影響可以忽略時,這樣的帶電體可以看作帶電的點,叫作點電荷.真空靜止點電荷正比反比它們的連線上電荷形狀大小電荷分布狀況2.庫侖定律: 中兩個 知識點二庫侖的實驗1.實驗原理.庫侖做實驗用的裝置叫作 ,如圖所示,細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒,棒的一端是一個小球A,另一端通過物體B使絕緣棒平衡,懸絲處于自然狀態(tài).把另一個帶電的金屬球C插入

4、容器并使它接觸A,從而使A與C帶 電荷.將C和A分開,再使C靠近A時,A和C之間的作用力使A遠離.扭轉(zhuǎn)懸絲,使A回到初始位置并靜止,通過懸絲 可以比較力的大小.庫侖扭秤同種扭轉(zhuǎn)的角度知識點二庫侖的實驗1.實驗原理.庫侖做實驗用的裝置叫作 2.實驗步驟.(1)改變A和C之間的距離r,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.3.實驗結(jié)論.(1)力F與距離r的二次方成反比,即 .(2)力F與q1和q2的乘積成正比,即 .(3)綜合以上實驗結(jié)論可得F= .距離r電荷量qFq1q22.實驗步驟.距離r電荷量qFq1q2

5、知識點三靜電力計算1.為什么在研究微觀帶電粒子的相互作用時,可以忽略萬有引力?答案:微觀帶電粒子間的萬有引力遠小于靜電力,因此,在研究微觀帶電粒子的相互作用時,可以忽略萬有引力.2.庫侖定律給出的是點電荷之間的靜電力,為什么根據(jù)庫侖定律也可以求出帶電體之間的靜電力?答案:因為任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的,所以如果知道帶電體上的電荷分布,根據(jù)庫侖定律就可以求出帶電體之間的靜電力.知識點三靜電力計算1.為什么在研究微觀帶電粒子的相互作用時小試身手判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的打“”,錯誤的打“”).小試身手判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的打“”,錯誤探究一庫侖定律問題

6、情境帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁,把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3位置,如圖所示.帶電體C的電荷量為Q,小球的電荷量為q.絲線與豎直方向的夾角為,帶電體C和小球之間的作用力大小用F表示.探究一庫侖定律問題情境帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁,把系在1.掛在P1處的小球的電荷量q一定時,增大帶電體C的電荷量Q,絲線的偏角如何變化?說明電荷間的相互作用力的大小與什么因素有關(guān)?答案:絲線的偏角變大,說明帶電小球與帶電體C之間的相互作用力變大.相互作用力變大是由增大電荷量Q引起的,這說明電荷間的相互作用力的大小與電荷量大小有關(guān),在距離一定時,電荷量越大,相互作用力越大.1.掛在P1處的小球

7、的電荷量q一定時,增大帶電體C的電荷量Q2.保持帶電體C的電荷量不變,把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3位置,絲線的偏角如何變化?說明電荷間的相互作用力的大小與什么因素有關(guān)?答案:小球懸掛在P1、P2、P3處,絲線的偏角逐漸減小,表明在三個位置處的帶電小球與帶電體C間的相互作用力逐漸變小.說明電荷間的相互作用力的大小與它們之間的距離有關(guān),在電荷量一定時,距離越大,相互作用力越小.2.保持帶電體C的電荷量不變,把系在絲線上帶正電的小球先后掛然后提供器材，讓學生設(shè)計并演示實驗來驗證自己的判斷，從而得出相應的結(jié)論。（3）實驗結(jié)束后，讓每組學生代表展示本組實驗結(jié)果，進行評估交流，并引導學

8、生進行總結(jié)，得出液體壓強的特點。生速度等于路程除以時間（四）遠視眼的成因和矯正絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90，有的甚至被撞了回來，如圖所示分析：在運用公式時要知道：公式pF/S是壓強的定義式，同時適用于計算固體、液體、氣體的壓強而公式pgh只適用于計算靜止液體產(chǎn)生的壓強大小。所以在解答問題前應先分清楚是固體壓強還是液體壓強，是先求壓力還是先求壓強。在求解液體對容器的壓強和壓力問題時，先求壓強(用pgh)，再求壓力(用F=pS)；求解容器對支持面的壓力和壓強時，先求壓力(用F=G總)，再求壓強(p=G總/S)。(3)白紙在

9、下，復寫紙在上，在適當位置鋪放好記下重垂線所指的位置O.(2)安裝：正確安裝好氣墊導軌生誰的速度大，誰就跑得快由于單位不一樣，沒有辦法比較快慢(1)解決“同時”的相對性問題，可從三個方面入手：(2)表達式：Ftppp.衰變：AZXAZ1Y01e(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是射線、射線、射線師問題提得很好，請同學們看下面的問題3.結(jié)合以上探究,嘗試總結(jié),哪些因素影響電荷間的相互作用力的大小?這些因素對作用力的大小有什么影響?答案:電荷的電荷量和電荷間的距離影響電荷間的相互作用力的大小.電荷之間的距離一定時,電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大;電荷量一定時,電荷之間的作

10、用力隨著電荷間距離的增大而減小.然后提供器材，讓學生設(shè)計并演示實驗來驗證自己的判斷，從而得出4.如圖所示,兩個完全相同的形狀規(guī)則的帶電金屬球的電荷量分別是q1和q2,兩球心之間的距離為r.兩球能不能被看作點電荷?為什么?什么情況下可以把兩球看作點電荷?答案:當兩球心之間的距離比較小時,兩球的大小、形狀不能忽略不計,兩球不能被看作點電荷.因為此時兩帶電球體之間的距離會影響電荷的分布.當兩球心之間的距離遠遠大于自身線度時,兩球可看成點電荷.4.如圖所示,兩個完全相同的形狀規(guī)則的帶電金屬球的電荷量分別過程建構(gòu)1.對點電荷的理解.(1)點電荷是只有電荷量,沒有大小、形狀的理想化模型,類似力學中的質(zhì)點,

11、實際中并不存在.(2)帶電體能否看成點電荷視具體問題而定.如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多,以致帶電體的大小、形狀及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時,帶電體就可以看成點電荷.2.區(qū)分元電荷與點電荷.(1)元電荷是最小的電荷量,不是帶電體.(2)點電荷是帶電體,其電荷量可以很大,也可以很小,但它的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍.過程建構(gòu)1.對點電荷的理解.3.對庫侖定律的理解.(1)庫侖定律只適用于真空中的靜止點電荷之間的相互作用,一般沒有特殊說明的情況下,都可按真空來處理.(2)兩個點電荷之間的靜電力遵從牛頓第三定律,即不論電荷量大小如何,兩點電荷所受的靜電力的大小總是相等的.

12、(3)利用庫侖定律計算靜電力時,若帶電體帶負電荷,不必將負號代入公式中,只將電荷量的絕對值代入公式計算出靜電力的大小,再根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引來判斷靜電力的方向.3.對庫侖定律的理解.【典例1】(多選)下列關(guān)于點電荷和元電荷的說法,錯誤的是()A.只有很小的球形帶電體才可以看成點電荷B.電荷量為1.6010-19 C的帶電體叫作元電荷C.任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍D.帶電體間的距離比它們本身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略不計時,帶電體就可以視為點電荷【典例1】(多選)下列關(guān)于點電荷和元電荷的說法,錯誤的是(解析:帶電

13、體間的距離比它們本身的大小大得多,以致帶電體的形狀、大小及電荷分布情況對它們之間的作用力的影響可以忽略不計時,帶電體就可以視為點電荷.很小的球形帶電體不一定能看成點電荷,選項D說法正確,選項A說法錯誤;元電荷不是帶電體,選項B說法錯誤;任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,選項C說法正確.解析:帶電體間的距離比它們本身的大小大得多,以致帶電體的形狀【典例2】兩個完全相同的金屬小球,分別帶有+3Q和-Q的電荷量,當它們相距r時,它們之間的靜電力的大小為F1;若把它們接觸后分開,再置于相距3r的兩點,它們之間的靜電力的大小為F2.r比兩小球的半徑大得多,則F1F2等于()A.274 B.271 C

14、.34 D.31【典例2】兩個完全相同的金屬小球,分別帶有+3Q和-Q的電荷答案:B答案:B探究二靜電力計算問題情境如圖所示,三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上,已知:三角形邊長為1 cm,B、C的電荷量為qB=qC=110-6 C,A的電荷量為qA=-210-6 C.探究二靜電力計算問題情境如圖所示,三個點電荷A、B、C位于1.B、C作用于A的靜電力分別為多少?1.B、C作用于A的靜電力分別為多少?2.A所受的靜電力為多少?答案:對A進行受力分析如圖所示,A所受靜電力為F1、F2的合力,兩力的夾角為60.2.A所受的靜電力為多少?答案:對A進行受力分析如圖所示,A3.請嘗試總

15、結(jié)出計算靜電力的基本步驟.(1)明確研究對象:明確點電荷的電性、電荷量和點電荷之間的距離r.(2)計算大小:根據(jù)庫侖定律F= 列方程.(3)確定方向:根據(jù)同種電荷 、異種電荷 確定力的方向.相互排斥相互吸引3.請嘗試總結(jié)出計算靜電力的基本步驟.相互排斥相互吸引過程建構(gòu)靜電力的計算.(1)靜電力是矢量,它具有力的共性.靜電力的合成或分解遵從平行四邊形定則.(2)如果存在兩個以上點電荷,那么每個點電荷都要受到其他所有點電荷對它的作用力.兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變.(3)對于兩個以上的點電荷,其中每一個點電荷所受的總的靜電力,等于其他點電荷單獨對該點電荷的作用力的矢量和.

16、過程建構(gòu)靜電力的計算.看題設(shè)情景中是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運動等臨界狀態(tài)(2)直接躍遷與間接躍遷：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的直接躍遷時輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時輻射(或吸收)的所有光子的能量和在探究液體壓強規(guī)律的過程中，練習使用類比法師讀得非常正確“時”是“小時”的簡稱在計算和用中文符號書寫單位時，要用簡稱所以寫作“千米時(kmh)”，讀作“千米每小時”同學們還要注意在物理課中不要沿用小學數(shù)學中以長度單位作速度單位的方法，不要說：“速度是每秒米或速度是每小時千

17、米”為了檢驗上述猜想是否正確，某同學進行了圖13-14中各圖所示的操作：(3)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動量；俗話說“良好的開端是成功的一半”，所以我計劃創(chuàng)設(shè)兩種情景來調(diào)動學生的積極性。情景一、請大家閉上眼睛，問剛才老師在干什么？情景二、請戴眼鏡的同學取下眼鏡，告訴大家他的感受。根據(jù)情景請同學們提出一個與眼睛有關(guān)的問題。根據(jù)學生提出的問題，選擇“眼睛怎樣看件物體？眼睛是怎樣近視的？怎樣矯正？”等問題作為今天的主題，其它問題給以鼓勵。通過以上活動，不僅培養(yǎng)學生的質(zhì)疑能力，而且提高學生的學習興趣，為順利完成本節(jié)課的教學任務(wù)奠定堅實基礎(chǔ)。師通過同學們的分析，我們已經(jīng)知道在路程相同的情況下，通過比較時

18、間的長短來判斷運動的快慢；在時間相同的情況下，通過比較路程的長短來比較運動的快慢請同學們繼續(xù)關(guān)注下面的問題教學過程為了更好的突破重難點，我把近視眼的成因和矯正與遠視眼的成因與矯正放到同一張幻燈片上，讓學生對比理解，加深記憶。第二節(jié)光電效應、波粒二象性1、演示實驗光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強弱無關(guān)當入射光的頻率低于截止頻率時不發(fā)生光電效應【典例3】在真空中有兩個相距r的正點電荷A和負點電荷B,它們的電荷量分別為q1=q、q2=4q.(1)若A、B固定,在什么位置放第三個點電荷C才能使C處于平衡狀態(tài)?設(shè)點電荷C的電荷量為q3,平衡條件中對點電荷C的電性和電荷量有無要求?(2)若

19、以上三個點電荷皆可自由移動,要使它們都處于平衡狀態(tài),對點電荷C的電荷量及電性有何要求?看題設(shè)情景中是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開解析:(1)點電荷C受力平衡,點電荷C必須和A、B在同一條直線上,因為A、B帶異種電荷,所以點電荷C不可能在它們中間.再根據(jù)庫侖定律,靜電力和距離的二次方成反比,可推知點電荷C應該在A、B的連線上,A的外側(cè)(離電荷量少的點電荷近一點的地方),如圖所示.解析:(1)點電荷C受力平衡,點電荷C必須和A、B在同一條直答案:(1)在A、B的連線上且在A的外側(cè)距離為r處,對點電荷C的電性和電荷量均沒有要求. (2)電荷量為4q且?guī)ж撾姶鸢?(1)在A、B的連線

20、上且在A的外側(cè)距離為r處,對點電三個自由電荷平衡的規(guī)律(1)三個電荷均處于平衡狀態(tài),每個電荷所受另外兩個電荷的靜電力等大反向.(2)三個電荷一定在同一條直線上,且必定是兩同一異,異種電荷的電荷量最小且位于中間,距離兩同種電荷中電荷量較小的電荷較近,概括為:三點共線,兩同夾異,兩大夾小,近小遠大.三個自由電荷平衡的規(guī)律課堂評價答案:B1.下列說法正確的是()A.點電荷是理想化物理模型,通常體積小的帶電體都可以看成點電荷B.庫侖定律只適用于點電荷,點電荷實際上是不存在的C.靜電力常量與電荷間的相互作用力和距離的二次方成正比,與電荷量的乘積成反比D.體積大的帶電體都不能看作點電荷課堂評價答案:B1.

21、下列說法正確的是()答案:A2.如圖所示,一個帶正電的球體M放在絕緣支架上,把系在絕緣絲線上的帶電小球N先后掛在橫桿上的P1和P2處.當小球N靜止時,絲線與豎直方向的夾角分別為1和2(2圖中未標出).則()A.小球N帶正電,12B.小球N帶正電,12D.小球N帶負電,12答案:A2.如圖所示,一個帶正電的球體M放在絕緣支架上,把系3.庫侖定律和萬有引力定律有很多相似之處,對于兩個點電荷或兩個質(zhì)點系統(tǒng),關(guān)于靜電力和萬有引力的相似性,下列說法錯誤的是()A.這兩種力都是非接觸力B.這兩種力的大小都與相互作用的兩物體間的距離的二次方成反比C.這兩種力的方向都沿著相互作用的兩物體連線方向D.這兩種力既可以是引力又可以是斥力答案:D3.庫侖定律和萬有引力定律有很多相似之處,對于兩個點電荷或兩4.如圖所示,兩個相同的金屬球A、B(可看成點電荷)的電荷量相等,兩球相隔一定距離,兩球之間的相互吸引力的大小是F,現(xiàn)讓另一個相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開,這時A、B兩球之