高中物理 1.2 库仑定律课件 新人教版选修31

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1、静电场静电场第一章第一章2库库 仑仑 定定 律律第一章第一章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计6课课 时时 作作 业业8课堂知识构建课堂知识构建5易错案例剖析易错案例剖析7学习目标定位学习目标定位知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法掌握库仑定律的内容及公式，会用库仑定律求解掌握库仑定律的内容及公式，会用库仑定律求解有关问题有关问题通过静电力和万有引力的对比，体会自然规律的通过静电力和万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性多样性与统一性课堂情景切入课堂情

2、景切入 图中的母女两人用手接触一个带电体时，身体带上了电，头发上的电荷相互排斥，她们的头发便竖立起来。 这一节我们来探究电荷间相互作用力所遵从的规律。知识自主梳理知识自主梳理探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素mgtan 变大变大变小变小实验实验操作操作保持电荷量不变，改变悬保持电荷量不变，改变悬点位置，从而改变小球间点位置，从而改变小球间距距r，观察夹角，观察夹角变化情况变化情况保持悬点位置不变，保持悬点位置不变，改变小球带电量改变小球带电量q，观，观察夹角察夹角变化情况变化情况实验实验现象现象r变大，变大，_r变小，变小，_q变大，变大，_q变小，变小，_实验实验结

3、论结论电荷间的作用力与电荷间的作用力与_有关，与有关，与_有关有关变小变小变大变大变大变大变小变小距离距离电荷量电荷量库仑定律库仑定律 1.库仑力 电荷间的_，也叫做静电力。 2点电荷 (1)点电荷是只有电荷量，没有_的理想化的模型，类似于力学中的_，实际并不存在。 (2)特点 带电体间的距离比它们自身的大小_； 带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的_的影响可以忽略。相互作用力相互作用力大小、形状大小、形状质点质点大得多大得多作用力作用力 3库仑定律 (1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量Q1、Q2的_成正比，与它们的距离r的_成反比，作用力的方向在它们的_

4、上。 (2)表达式：F_，其中静电力常量k_Nm2/C2。 方向：在两点电荷的连线上，同种电荷_，异种电荷_。 (3)适用范围：_。乘积乘积二次方二次方连线连线9.0109相斥相斥相吸相吸真空中的点电荷真空中的点电荷 1.实验装置 库仑扭秤(如图所示)库仑的实验库仑的实验 2实验步骤 (1)改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与_的关系。 (2)改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与_之间的关系。距离距离r电荷量电荷量qFq1q2 重点难点突破重点难点突破 一、对点电荷的理解 1点电荷是理想化的物理模型 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型

5、，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 2带电体看成点电荷的条件 (1)一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的线度是否比它们之间的距离小得多。即使是比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷。 (2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能看成点电荷，还与问题所要求的精度有关。在测量精度要求的范围内，带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷。 特别提醒(1)从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。 (2)带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况。 (贵州省重点高中20132014学年高二上学期期中)关于元

6、电荷和点电荷，下列说法中正确的是() A元电荷实质上是指电子和质子本身 B元电荷一定可看成点电荷 C体积很大的带电体也可能看做点电荷 D点电荷一定是电量很小的电荷 答案：C 解析：元电荷是带电量的最小值，它不是实体电荷，故A、B错误；带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状及所带电荷量的大小无具体关系，所以C正确，D错误。 二、对库仑定律的理解 1库仑定律的适用条件 (1)真空中；(2)点电荷。 以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立。 2k值的确定 库仑定律中的静电力常量k，只有在公式中的各量都采用国际单位时，才可以取k9.0109Nm2/C2。 3静电力的确定方法 静

7、电力的大小计算和方向判断一般分开进行。 (1)大小计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入Q1、Q2的绝对值即可。 (2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。 4多个点电荷的静电力叠加 对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。 5库仑力是“性质力” 库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，与重力、弹力、摩擦力一样是一种“性质力”。同样具有力的共性，例如两个点电荷之间的相互作用力也遵守牛顿第三定律大小相等、方向相反、作用在同一直线上。在实际应用时，与其他力一样，受力分析

8、时不能漏掉，对物体的平衡或运动起着独立的作用。 (重庆一中20132014学年高二上学期期中)下列各图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出。A球能保持静止的是() 答案：AD 解析：四图中A球受力满足三力平衡的有A、D，故A、D正确。 三、库仑定律与万有引力定律的比较 特别提醒(1)库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。 (2)库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美。定律定律共同点共同点区别区别影响大小的因素影响大小的因素万有引万有引力定律力定律都与距离都与距离的平方成反的平方成反比比都有一个都有一个常量常

9、量与两个物体质量与两个物体质量有关，只有引力有关，只有引力m1、m2、r库仑库仑定律定律与两个物体电荷与两个物体电荷量有关，有引量有关，有引力，也有斥力力，也有斥力Q1、Q2、r课堂知识构建课堂知识构建考点题型设计考点题型设计 (宿迁市20132014学年高二上学期期中)两个相同的金属小球，带电量之比为1 7，相距为r(r远大于小球半径)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的()库仑定律公式的应用库仑定律公式的应用 答案：CD 点评：解答本题时应注意以下两点： (1)两金属小球所带电性可能相同，也可能相反。 (2)两相同金属小球接触后平分总电量。 答案：A两个可自由移

10、动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示，A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在直线AB上，欲使整个系统处于平衡状态，则() AQ3为负电荷，且放于A左方 BQ3为负电荷，且放于B右方 CQ3为正电荷，且放于A与B之间 DQ3为正电荷，且放于B右方电荷的平衡问题电荷的平衡问题 答案：A 点评：三个带电体在一条直线上，都在静电力作用下处于平衡状态，它们遵循的规律是：中间的电荷与两边的电荷电性相反，两边电荷电性相同，中间电荷量最小，即“两同夹一异，两大夹一小。” (海岳中学20132014学年高二上学期期中)如图所示，两个质量分别为m1和m2的小

11、球各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带电量q1和q2时，两丝线张开一定的角度，下列哪些情况是可能的() A若m1m2，则12 B若m1m2，则12 C若m12 D若m1m2，且q1q2，则12 答案：AC 解析：两球所受库仑力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，小球越轻，偏离平衡位置的角度越大，所以选项A、C正确。用干燥的纤维布分别与两张薄塑料片摩擦一下，然后将两张塑料片靠近发现它们相互排斥(如图)。 通过此现象说明摩擦后的透明塑料片之间的相互作用力不是万有引力，试叙述你的理由。开放开放探究探究 解析：理由一：透明塑料片互相排斥，而万有引力使物体相互吸引，显然这种排斥力不是万有引力。

12、理由二：像透明塑料片这样质量小的物体之间存在的万有引力很小，我们一般无法明显观察到明显的受力情况。而摩擦后的塑料片之间的相互作用力可以明显观察到，显然不是万有引力。 理由三：这种力的存在和大小取决于透明塑料片是否受到摩擦，万有引力与是否摩擦无关，因此这种力不是万有引力。 宇航员在探测某星球时有如下发现： (1)该星球带负电，而且带电均匀； (2)该星球表面没有大气； (3)在一次实验中，宇航员将一个带电小球(小球的带电量远小于星球的带电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，带电小球恰好能处于悬浮状态。 则根据以上信息可以推断() A小球一定带正电 B小球一定带负电 C只改变小球的电荷量，从原

13、高度无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态 D只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍将处于悬浮状态 答案：BD易错案例剖析易错案例剖析 易错点：对物理定律理解不透导致错误 案例：如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，两球电量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库分别为() 正确解答：万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有半径的3倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点。因此，可以应用万有引力定律。对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有半径的3倍，不能看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，故D正确。 正确答案：D