高中物理 第1章 第2节 探究静电力同步备课课件 粤教版选修31.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 知道点电荷 2 知道库仑定律内容 表达式 第二节探究静电力 课标解读1 理解点电荷 知道带电体可看做点电荷条件 2 理解库仑定律 知道库仑定律适用条件 3 体会科学研究中建立物理模型的重要方法 教学地位本节用质点的方法理解和牢记点电荷的概念 重点讲解库仑定律 在高考中常将库仑力与牛顿第二定律 共点力平衡等力学重要规律结合命题 新课导入建议电荷间存在相互作用的引力或斥力 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律 定量讨论电荷间相互作用的是法国学者库仑 库仑做了大量实验 得出了电荷之间相互作用力的规律 这就是本节课要学习的库仑定律 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 步骤1 导入新课 说明本节教学地位 步骤2 老师提问 检查预习效果 问题多角度 步骤3 师生互动完成 探究1 互动方式 类比质点 分析点电荷 步骤4 教师通过例题讲解总结带电体看做点电荷条件 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况并点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式同完成 探究1 步骤7 完成 探究3 重点讲解规律 总结技巧 步骤8 指导学生完成 当堂双基达标 练习 验证学习情况 演示结束 步骤9 先由学生总结本节知识点 教师点评 安排课下完成 课后知能检测 1 基本知识 1 静电力 静止之间的相互作用力 又称库仑力 2 点电荷 物理上把本身的比相互之间的距离的带电体称点电荷 点电荷 带电体 大小 小的多 2 思考判断 1 体积很小的带电体都能看做点电荷 2 体积很大的带电体一定不能看做点电荷 3 点电荷是一种理想模型 3 探究交流带电体在什么情况下可以看作点电荷 提示 研究电荷之间的相互作用力时 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多 以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略时 这样的带电体就可以看作点电荷 1 基本知识 1 基本方法 控制变量法 探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系 电荷量不变时 电荷间的距离增大 作用力 距离减小时 作用力 探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系电荷间距离不变时 电荷量增大 作用力 电荷量减小 作用力 库仑定律 减小 增大 增大 减小 2 库仑定律 内容 在中两个之间的作用力 跟它们电荷量的成正比 跟它们间的距离的成反比 作用力的方向在它们的上 真空 点电荷 乘积 二次方 连线 静电力常量 9 0 109n m2 c 3 探究交流对于两个以上的点电荷 怎样计算其中一个点电荷所受的电场力 提示 两个点电荷 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点电荷的作用力的矢量和即遵从平行四边形定则 问题导思 1 点电荷真的存在吗 2 体积很大的带电体能看做点电荷吗 对点电荷的理解 1 点电荷是理想化的模型点电荷是只有电荷量 没有大小 形状的理想化模型 它类似于力学中的质点 实际中并不存在 2 实际带电体能看做点电荷的条件如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多 以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小 就可以忽略形状 大小等次要因素 只保留对问题有关键作用的电荷量 带电体就能看成点电荷 这样处理会使问题大为简化 对结果又没有太大的影响 是物理学上经常用到的方法 3 点电荷只有相对意义一个带电体能否看做点电荷 是相对于具体问题而言的 不能单凭其大小和形状确定 点电荷不同于元电荷 元电荷是一个电子或质子所带电荷量的绝对值 而点电荷与力学中质点相拟 是在研究复杂问题时引入的一种理想化模型 双选 关于点电荷的说法中正确的是 a 只有体积很小的带电体才能被看作点电荷b 当两个带电体的大小及形状对它们间的相互作用力的影响可忽略时 这两个带电体可看作点电荷c 电子和质子在任何情况下都可视为点电荷d 均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷 审题指导 解答该题应注重以下关键点 实际带电体能看做点电荷的条件 解析 带电体能否被视为点电荷的关键是带电体的形状和大小对它们之间库仑力的影响情况 若影响可以忽略 则可视为点电荷 否则不能 带电体能否视为点电荷不是看其本身的实际具体大小 电子和质子尽管比较小 但是如果它们的形状对它们之间的库仑力有显著影响时 就不能视为点电荷 对于绝缘球体 由于电荷的不移动性 可以认为电荷集中于球心 故b d正确 答案 bd 带电体能否看做点电荷的判断方法点电荷的理解可以参照质点概念的理解 一个带电体能不能看成点电荷 并不是取决于带电体的绝对体积 而取决于自身大小和体积对所研究的问题有无影响 1 下列关于点电荷的说法 错误的是 a 点电荷是一个带有电荷的几何点 它是实际带电体的抽象 是一种理想化的模型b 带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略 那么可视为点电荷c 球形带电体一定可以看做点电荷d 很大的带电体也有可能看做点电荷 解析 点电荷和质点类似 也是为了研究问题方便引进的一种理想化模型 当带电体的形状 大小对它们的相互作用影响可忽略时 带电体可看做点电荷 选项a b d正确 若球形导体的电荷不是均匀分布或线度对所研究问题有影响时 则不能认为电荷集中于球心看成点电荷 c错误 答案 c 问题导思 1 库仑定律只能在什么条件下应用 2 库仑力的大小与电性有关吗 理解库仑定律 1 库仑定律的适用范围 1 适用于真空中的两点电荷间的相互作用 2 在空气中库仑定律也近似适用 2 静电力的求解方法静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静电力大小时 不必将表示电性的正 负号代入公式 只需代电荷量的绝对值 2 方向判断利用同种电荷相斥 异种电荷相吸判断方向 两绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律计算 此时两球间的距离为两球心间的距离 2012 阳江一中高二检测 有半径均为r1的两个金属球 彼此之间的距离为l 如图1 2 1所示 其中l远远大于球的半径r1 它们都带正电荷 电荷量分别为q1 q2 则它们之间的静电力为 图1 2 1 答案 b 答案 c 2012 广东北江中学高二检测 两个电荷量分别为q和4q的负点电荷a b 在真空中相距为l 如果引入另一点电荷c 正好能使这三个电荷都处于静止状态 试确定点电荷c的位置 电性及它的电荷量 审题指导 解答本题时 可按以下思路 三个电荷均静止 电荷受力平衡 c处于a b连线上 综合解题方略 库仑定律的综合利用 规范解答 由于a b点电荷同为负电荷 可知电荷c只能是正电荷 且应放在a b之间的连线上 依题意作图如图所示 设电荷c和a相距为x 则b和c相距为 l x c的电荷量为q 对电荷c 所受的库仑力的合力为零 则fac fbc 三个电荷平衡问题的处理技巧1 三个电荷均处于平衡状态 每个电荷所受另外两个电荷的静电力等大反向 相互抵消 2 三个电荷一定处在同一条直线上 且必定是两同一异 异种电荷位于两同种电荷的中间 且距离两同种电荷中较小的电荷较近 概括为 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大 备课资源 教师用书独具 真空中有三个点电荷 它们固定在边长50cm的等边三角形的顶点上 每个点电荷的电量都是 2 0 10 6c 求它们其中一个电荷所受的库仑力 根据平行四边形定则 q3受到的合力f 2f1cos30 0 25n合力的方向沿着另外两点电荷连线的垂直平分线向外 答案 0 25n合力的方向沿着另外两点电荷连线的垂直平分线向外 1 关于点电荷 下列说法正确的是 a 体积小的带电体b 球形带电体c 带电少的带电体d 大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体 解析 点电荷不能理解为体积很小的电荷 也不能理解为电荷量很少的电荷 同一带电体 有时可以作为点电荷 有时则不能 如果研究它与离它较近的电荷间的作用力时 就不能看成点电荷 而研究与离它较远的电荷间的作用力时 就可以看成点电荷 因此 一个带电体能否看成点电荷 要视具体情况而定 答案 d 答案 d 3 真空中有两个点电荷所带的电量分别是q1和q2 相距为r时相互作用的静电力为f 如果它们之间的距离减少为r 2 其余条件不变 则它们之间的静电力大小变为 a f 8b 4fc 16fd 8f 答案 b 4 a b两个点电荷间距离恒定 当其他电荷移到a b附近时 a b之间的库仑力将 a 可能变大b 可能变小c 一定不