广东省佛山市顺德区均安中学高中物理《探究静电力》导学案 新人教版选修31.doc

广东省佛山市顺德区均安中学高二物理人教版选修3-112探究静电力导学案3库仑定律的表达式 (1)在国际单位制中，电荷量的单位是 ，力的单位是 ，距离的单位是 (2)k是静电力常量，k ，其意义是：两个电荷量为1 c的点电荷，在真空中相距1 m时，相互作用力是 .一、 点电荷问题情境一个带电体在什么情况下可以看做点电荷？与研究问题所要求的精度有无关系？要点提炼特点：(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 (2)一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其 确定二、库仑定律问题情境参考书本第6页，方法：控制变量法观察与思考1、研究相互作用力f与距离r的关系， 使a、b、c带同种电荷，且b、c的电荷量相等，观察b、c偏角，思考r增大时，f的大小如何变化，并记下你的结论。2、研究相互作用力f与电荷量的关系使a、b带同种电荷，观察b的偏角，设b原来的电荷量为q，使不带电的c、与b接触一下即分开，这时b、c就各带q/2的电荷量。保持a、b的距离不变，观察b的偏角，思考当b球带的电荷量减少时，f的大小如何变化？要点提炼1.库仑定律内容：在真空中两个点电荷间作用力跟它们的电量的乘积成 ，跟它们间的距离的平方成 ，作用力的方向 适用条件： 库仑力的大小 方向 问题延伸试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的轨道半径r5.31010m，电子的质量m1=9.11031kg，质子的质量 m2=1.71027 kg电子和质子的电荷量都是1.61019 c.思考：在理解库仑定律时，有人根据公式fkq1q2r2，设想当r0时得出f的结论，请分析这个结论是否正确.1（单项）关于点电荷的下列说法中哪些是正确( )a点电荷是真实存在的 b较大的带电体，不能看成点电荷c点电荷并非理想模型d一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计2.（双项） 有两个半径为r的带电金属球中心相距为l(l=4r), 对于它们之间的静电作用力（设每次各球带电量绝对值相同）( )a. 带同种电荷时大于带异种电荷时 b. 带异种电荷时大于带同种电荷时c. 带等量负电荷时等于带等量正电荷时d. 大小与带电性质无关，只取决于电量3. （单项）真空中有两点电荷，它们间的静电力为f, 把它们之间的距离增大为原来的2倍，把其中一个点电荷的电量增大为原来的2倍，它们间的静电力将变为 ( )a. f b. 2f c. f/2 d. f/44两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r，球的半径比r小得多，带电荷量大小分别为q和3q，相互斥力为3f.现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为()afb4f/3c4fd以上三个答案之外的一个值答案：c解析：因两球的半径比r小得多，所以可将两球视为点电荷根据库仑定律得两球接触前的相互作用力为3fk.又因作用力为斥力，所以两球带同种电荷，接触后各自带电荷量q2q.作用力：fk4f.只有c正确变式：真空中有两个完全相同的金属小球，a球带qa6.41016 c的正电荷，b球带qb3.21016 c的负电荷，均可视为点电荷求：(1)当它们相距为0.5 m时，a、b间的库仑力为多大；(2)若将两球接触后再分别放回原处，a、b间的库仑力又为多大5.两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2c正电荷，q2=4c负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为f。（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作 用力如何变？（2） 只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（3）只将r 增大4倍，相互作用力如何变？（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？6. 位置固定的点电荷a和b之间的距离为15cm，分别带有正电荷q和4q，现在有第三个点电荷c，点电荷c放在什么位置才能处于平衡状态？这个位置与点电荷c所带电荷的数量和符号有没有关系？rq4qab解析：如果c球放在a球左边或者b球的右边，这时a、b两球对它的静电力同向，c球不会平衡。要使c球平衡，c球应放在a、b两球之间的连线上的某一点。 fa fb xr-x r球a对c球的库仑斥力大小为: 球b对c球的库仑斥力大小为c球静止时fafb ,即: 这个位置与点电荷c所带电荷的数量和符号都没有关系。变式：相距l的电荷a、b的带电量分别为+4q和-q，要引入第三个点电荷c，使三个电荷都处于平衡状态，求：电荷c的电荷量和放置的位置。【即学即练】1. （单项）关于点电荷，下列说法错误的是( )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，是一种理想化模型b. 点电荷自身不一定很小，所带电荷不一定很少c. 体积小于1mm3带电体就是点电荷d. 体积大的带电体，只要满足一定的条件也可以看成点电荷2（单项）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，则可应用库仑定律3.(单项)两个分别带有电荷量q和3q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()a.f b.f c.f d12f4.两个固定不动的点电荷，电量分别为q和-9q，它们相距12厘米，如要放入第三个正点电荷q，使它正好处于平衡状态，那么q应放在 。