庫侖定律高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修第三冊

第一章

靜電場的描述第二節(jié)庫侖定律1、摩擦起電的過程中，是何種電荷移動？從哪個物體移動到哪個物體？知識回顧2、感應(yīng)起電，如何判斷近端和遠(yuǎn)端的電性？情境：猜想兩電荷間的相互作用力與哪些因素有關(guān)？物理學(xué)上，把靜止電荷之間的相互作用力稱為靜電力。任務(wù)一：探究影響靜電力大小的因素問題1：影響帶電體間相互作用力的因素有哪些？電荷量？q1？q2？距離r?形狀？體積？電荷分布？問題2：能否忽略帶電體間形狀、體積等因素所帶來的影響？模型構(gòu)建：帶電體本身的大小比它到其他帶電體的距離小得多，那么在研究它與其他帶電體間的相互作用時，可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況，把它抽象成一個點(diǎn)，這帶電的幾何點(diǎn)稱為點(diǎn)電荷。帶電體有時可以看做點(diǎn)電荷物體有時可以看作質(zhì)點(diǎn)任務(wù)一：探究影響靜電力大小的因素思考：

（1）研究靜電力大小與電荷量（q1和q2）、距離r的關(guān)系，需要用到什么物理思想？

研究：（1）電荷量q不變，改變距離（2）距離r不變，改變電荷量

控制變量法任務(wù)一：探究影響靜電力大小的因素任務(wù)一：探究影響靜電力大小的因素觀察與思考：

用摩擦起電的方法分別讓球形導(dǎo)體A和通草球B帶同種電荷，并使球形導(dǎo)體A與通草球B處在同一水平面上。（1）不斷給A增加電量，觀察擺線偏角的變化。（2）保持A和B上的電量不變，改變A與B之間的水平距離，觀察擺線偏角的變化。問題1：導(dǎo)體A與通草球B的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？兩帶電體距離一定時，電量增加時，擺線偏角增大，靜電力增大；問題2：在同一位置增大或減小導(dǎo)體A所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？兩帶電體電量不變，距離越小，擺線偏角越大，靜電力越大.任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系問題1：高一我們學(xué)習(xí)了什么力也是隨距離的減小而增大？問題2：微小力不易測量怎么辦？問題3：距離不易測量怎么辦？問題4：沒有量度電荷量的單位怎么辦？均分思想++++CA++++CA++DA++DA等倍改變距離放大思想

扭秤實驗任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系借助電子秤探究庫侖力【觀察與思考】如圖所示，在干燥的環(huán)境中，高精度電子秤上有兩塊金屬圓片A、B固定在兩個輕質(zhì)絕緣支架上，下支架放在電子秤檢測臺面上，上支架等距貼上紅色紙圈，再穿過固定支架的小孔。（1）下支架放在電子秤檢測臺面上，將電子秤的示數(shù)歸零。（2）將A、B兩塊金屬圓片正對距離調(diào)為d，然后用起電機(jī)讓兩塊金屬圓片帶上相同的電量（設(shè)為q），通過讀出電子秤的示數(shù)經(jīng)過單位換算便可得到B對A的靜電力的大小。任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系實驗一：保持電量不變，把A、B兩塊金屬圓片的距離定量增大，通過讀取電子秤示數(shù)，經(jīng)過單位換算便可得到B對A的靜電力的大??；探究變量距離

結(jié)論：在保持兩個帶電體的電量不變時，任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系實驗二：保持A、B兩塊金屬圓片的距離為d，逐次用另一相同且不帶電的金屬圓片C與A接觸，使A的電量依次減半，通過讀取電子秤的示數(shù)，經(jīng)過單位換算便可得到B每次對A的靜電力的大?。混o電力電量

結(jié)論：在保持兩個帶電體之間的距離不變時，任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系實驗三：保持A、B兩塊金屬圓片的距離為d，逐次用另一相同且不帶電的金屬圓片C與A接觸，使A的電量依次減半，通過讀取電子秤的示數(shù)，經(jīng)過單位換算便可得到B每次對A的靜電力的大??；靜電力電量

結(jié)論：在保持兩個帶電體之間的距離不變時，任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系任務(wù)二：定量探究靜電力大小與電荷量、距離的關(guān)系任務(wù)三：理解庫侖定律電荷間這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。1.內(nèi)容：

真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.表達(dá)式：比例系數(shù)k叫做靜電力常量，國際單位制中，k=9.0×109N·m2/C23、方向：利用電荷之間“同性相斥，異性相吸”的特點(diǎn)判斷【討論與交流】

相隔一定距離的兩個帶電金屬球，因體積偏大而不能被視為點(diǎn)電荷，如果用兩個金屬球的球心間距離來計算庫侖力，計算結(jié)果比真實值偏大、偏小還是相等？為什么？

任務(wù)三：理解庫侖定律任務(wù)三：理解庫侖定律【例題1】如圖,把一電荷為Q=-5×10-8C的小球A用絕緣細(xì)繩懸起,若將電荷量為q=+4×10-6C的帶電小球B靠近A,當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距r=30cm時,繩與豎直方向的夾角α=45°,g取10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且A、B兩小球均可視為點(diǎn)電荷,求:(1)A、B兩球間的靜電力的大小;(2)A球的質(zhì)量?！敬鸢浮?1)0.02N(2)2×10-3kg任務(wù)四：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題【例題3】在真空中，兩點(diǎn)電荷A、B的電荷量分別為Q1=-9×10-5C和Q2=2.7×10-5C，彼此相距5cm，現(xiàn)在距A電荷r1=4cm、距B電荷r2=3cm處放置點(diǎn)電荷C，其電荷量為q=1.0×10-9C，求點(diǎn)電荷C受到的靜電力。任務(wù)四：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題

任務(wù)四：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題【例題3】兩個自由放置帶正電荷的小球，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距l(xiāng)。如果引入第三個小球，恰好使得三個小球只在它們相互之間的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)。問：（1）第三個小球應(yīng)帶何種電荷？（2）第三個帶電小球放在何處？（3）第三個小球所帶電荷量是多少？任務(wù)三：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題方法歸納：三個自由點(diǎn)電荷的平衡問題：①條件：每個點(diǎn)電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等，方向相反。②規(guī)律：

“三點(diǎn)共線”——三個點(diǎn)電荷分布在同一直線上；

“兩同夾異”——正負(fù)電荷相互間隔；

“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最??；

“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷。任務(wù)四：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題【例題4】兩個帶正電荷的小球固定，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距l(xiāng)。如果引入第三個小球，恰好使得三個小球只在它們相互之間的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)。問：（1）第三個小球應(yīng)帶何種電荷？（2）第三個帶電小球放在何處？（3）第三個小球所帶電荷量是多少？任務(wù)四：探究多點(diǎn)電荷系統(tǒng)中電荷的平衡問題【例題5】真空中有三個點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，每個點(diǎn)電荷都是+2×10─6C,求它們所受的庫侖力。F1F2F3q1q2q3+++分析根據(jù)題意作圖（如右圖）。