高中物理 第1章 静电场 第2节 库仑定律课件 新人教版选修31.ppt

第2节库仑定律 教师参考 一 教学目标知识与技能1 掌握库仑定律 知道点电荷的概念 理解库仑定律的含义及其公式表达 知道静电力常量2 会用库仑定律的公式进行有关的计算3 知道库仑扭秤的实验原理过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素 再得出库仑定律情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力 二 教学重点难点教学重点掌握库仑定律及其适用条件教学难点会用库仑定律的公式进行有关的计算三 重难点突破方略库仑定律的突破方略 实验演示 用与丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次使大球o带正电 再用丝线将小球悬于铁架台 与大球o之间的距离较近 教师演示1与设问 将小球逐渐远离大球o 如图所示 并提问 1 将小球与大球o的距离增大 偏角如何变化 答案 偏角减小 2 偏角越小 说明小球所受作用力如何变化 同时也说明小球所受作用力大小与两球距离大小有什么关系 答案 偏角越小 作用力越小 同时也说明小球所受作用力的大小随两球距离的增大而减小 教师演示2与设问 保持大球o 小球所放位置不动 增大或减小大球o所带电荷量 1 大球o的带电荷量增多 偏角如何变化 答案 偏角增大 2 偏角越大 说明小球所受作用力如何变化 同时也说明小球所受作用力大小与大球o的带电荷量多少有什么关系 答案 偏角越大 作用力越大 同时也说明小球所受作用力大小随大球o带电荷量的增多而增大 教师总结 与电荷间相互作用力有关的因素 1 两电荷间距离 距离越近 电荷间相互作用力越大 2 两电荷电荷量 电荷量越大 电荷间相互作用力越大 自主学习 课堂探究 达标测评 自主学习课前预习 感悟新知 教师参考 情境链接一在桌上放两摞书 把一块洁净的玻璃板垫起来 使玻璃板离开桌面2 3cm 在宽0 5cm的纸条上画出各种舞姿的人形 用剪刀把它们剪下来 放在玻璃板下面 然后再用一块硬泡沫塑料在玻璃板上摩擦 就可以看到小纸人翩翩起舞了 如果实验前用一根火柴把 跳舞区 烤一烤 实验效果更好 用一块硬泡沫塑料在玻璃板上摩擦是为了达到什么样的目的 小纸人翩翩起舞是受到了什么力作用 信息1 泡沫塑料摩擦玻璃板 使玻璃板摩擦起电 火柴烤过的跳舞区绝缘效果加强 电荷不易导走 2 带电的玻璃板使小纸人产生静电感应 3 玻璃板与小纸人之间有静电力的作用 玻璃板上的电荷量变化 静电力变化 情境链接二将两个气球充气后挂起来 让它们刚好碰在一起 如图 a 所示 用毛织品分别摩擦两个气球相接触的部分 如图 b 所示 放开气球后 观察到两个气球不再碰在一起 而是向两侧偏离了 如图 c 所示 1 你能得到什么信息或结论 产生这个现象的原因是什么 信息1 两个气球上被毛织品摩擦过的部分带上相同电性的电荷 由于斥力的作用 使两个气球向两侧偏离 2 气球上的电荷量越多 气球间相互作用力就越大 2 若用毛织品摩擦使两个气球得到的电荷越多 两个气球向两侧偏离的角度是否越大 教材梳理 一 探究影响电荷间相互作用力的因素阅读教材第5页内容 了解影响电荷之间作用力的两个因素 越小 越大 增大 减小 想一想教材第5页的实验是属于探究性实验 实验应用的是控制变量法还是等效法 答案 实验应用了控制变量法 二 库仑定律阅读教材第6页 库仑定律 部分 大致说出库仑定律的内容 知道点电荷的概念 1 静电力 间的相互作用力叫静电力 也叫库仑力 2 点电荷的特点 1 带电体间的距离比它们自身的大小 2 带电体的形状 大小及电荷分布状况对电荷之间的的影响可以忽略 电荷 大得多 作用力 3 内容 点电荷 乘积 二次方 连线 9 0 109n m2 c2 议一议为什么说点电荷是一种理想化的物理模型 答案 因为现实中没有形状和大小的带电体是不存在的 所以说点电荷是一种理想化的物理模型 三 叠加原理分析教材第8页 例题2 中点电荷q3的受力 说出求其合力所用的法则 两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力 等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的 矢量和 自主检测 1 多选 库仑定律的适用范围是 a 真空中两个带电球体间的相互作用b 真空中任意带电体间的相互作用c 真空中两个点电荷间的相互作用d 真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离时的相互作用 cd 2 关于点电荷 下列说法正确的是 a 电子和质子在任何情况下都可视为点电荷b 均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一定能视为点电荷c 带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷d 带电的金属球一定不能视为点电荷 解析 某一带电体能否看做点电荷 不仅和带电体本身有关 还取决于问题的性质和精度的要求 即需要具体问题具体分析 如果在研究的问题中 带电体的形状 大小以及电荷分布可以忽略不计 即可将它看做是一个点电荷 电子或质子因研究问题的不同 也不一定能看做点电荷 故选项a错误 在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷 但也有不能视为点电荷的情况 故选项b错误 带电的细杆在它的大小相比于研究的范围来说可以忽略不计时 可以视为点电荷 故选项c正确 带电的金属球在它的大小相比于研究的范围来说可以忽略不计时 可以视为点电荷 故选项d错误 c c a 解析 库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力 选项a正确 两带电体非常接近时 由于会影响到两带电小球的电荷量的分布 不能使用库仑定律 选项b错误 两电荷间的作用力是一对相互作用力 大小相等 与电荷量是否相等无关 选项c错误 d选项中的两个带电金属球的距离太近 影响了电荷的分布 库仑定律不再适用 选项d错误 课堂探究核心导学 要点探究 要点一 库仑定律的理解及基本应用 问题导引 如图所示 o是一个带正电的物体 把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中p1 p2 p3等位置 比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小 使小球处于同一位置 增大或减小小球所带的电荷量 比较小球所受作用力的大小 由探究可知哪些因素影响电荷间的相互作用力 这些因素对作用力的大小有什么影响 答案 图中受力由大到小的三个位置的排序为p1 p2 p3 增大小球所带的电荷量 小球受到的作用力增大 减小小球所带的电荷量 小球受到的作用力减小 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大 随着电荷间距离的增大而减小 要点归纳 1 库仑力大小计算 利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的正 负号代入公式 只代入q1和q2的绝对值即可 2 库仑力方向判断 利用同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引来判断 注意 1 库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用 2 两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看做点电荷 相距较近时不能看做点电荷 因为球体间的作用力会随着电荷的分布而变化 b 思路探究 1 金属小球a b之间的静电力能运用库仑定律求解吗 答案 能 金属小球a b之间相距较远 金属小球a b可以看做点电荷 能运用库仑定律求解它们之间的静电力 2 开始时 金属小球a b是同种电荷还是异种电荷 c球与a接触后再与b接触 电荷分配规律如何 答案 开始时 金属小球a b相互吸引 即带异种电荷 相同金属小球相互接触后移开 同种电荷电荷量平分 异种电荷电荷量先中和再平分 物理模型点电荷 1 点电荷是只有电荷量 没有大小 形状的理想化模型 类似于力学中的质点 实际中并不存在 2 一个带电体能否看成点电荷 是相对于具体问题而言的 不能单凭其大小和形状确定 3 带电体可看做点电荷的几种情况 均匀带电球体 半径为r a 若电荷分布不变 研究r r的任何点的电场分布时 可看成点电荷 与电荷量集中在球心的点等效 b 若电荷分布是可改变的 在附近放另一个电荷时 其表面电荷量的分布发生改变 就不能看成点电荷 c 若研究的位置离得很远 r r 就可以把球看成点电荷 板状带电体或杆状带电体 对于附近的其他电荷 均不能看成点电荷 只有研究的位置到带电体的距离远远大于