人教版选修31 库仑定律 第1课时 学案.doc

第一章 静电场第1章第2节库仑定律【知识与技能】1、了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。2、库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。【过程与方法】1、通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。2、通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。【情感态度与价值观】1、培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。2、了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。【教学重难点】库仑定律及其理解与应用【课时安排】1课时【教学过程】重难点一、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，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。【典型例题】下列关于点电荷的说法正确的是（ ）a 只有体积很小的带电体才能看成点电荷b 体积很大的带电体一定不能看成点电荷c 当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成是点电荷d 一切带电体都可以看成是点电荷【答案】 c重难点二、库仑定律1、库仑定律内容真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上电荷之间的这种作用力称为静电力，又叫做库仑力2、表达式fk式中k叫做静电力常量，k9.0109 nm2/c2，表示两个电荷量均为1 c的点电荷在真空中相距1 m时，相互作用力为9.0109 n.3、适用条件真空中；点电荷【特别提醒】库仑定律仅适用于真空中两个点电荷间静电力的计算，对于不能看做点电荷的带电体，不能直接应用库仑定律计算静电力对于两个均匀带电的球体，相距较远时也可视为点电荷，此时r是两球心的距离4应用库仑定律解题应注意的问题(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否有其他电荷等无关(2)两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律，即两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大(3)库仑力也称为静电力，它具有力的共性它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵循平行四边形定则，能与其他的力平衡，使物体发生形变，产生加速度(4)可将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别。【典型例题】如图所示，真空中有两个点电荷a、b，它们固定在一条直线上相距l=0.3m的两点，它们的电荷量分别为qa=161012c，qb=4.01012c，现引入第三个同种点电荷c.（1）若要使c处于平衡状态，试求c电荷的电量和放置的位置？（2）若点电荷a、b不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求c电荷的电量和放置的位置？【答案】 （1）点电荷c放在距a右侧0.2m处，可为正电荷，也可为负电荷。（2），为负电荷。【解析】（1）由分析可知，由于a和b为同种电荷，要使c处于平衡状态，c必须放在a、b之间某位置，可为正电荷，也可为负电荷。设电荷c放在距a右侧x处，电荷量为q3 4(lx)2=x2 x=0.2m即点电荷c放在距a右侧0.2m处，可为正电荷，也可为负电荷。（2）首先分析点电荷c可能放置的位置，三个点电荷都处于平衡，彼此之间作用力必须在一条直线上，c只能在ab决定的直线上，不能在直线之外。而可能的区域有3个， ab连线上，a与b带同种电荷互相排斥，c电荷必须与a、b均产生吸引力，c为负电荷时可满足； 在ab连线的延长线a的左侧，c带正电时对a产生排斥力与b对a作用力方向相反可能a处于平衡；c对b的作用力为推斥力与a对b作用力方向相同，不可能使b平衡；c带负电时对a产生吸引力与b对a作用力方向相同，不可能使a处于平衡；c对b的作用力为吸引力与a对b作用力方向相反，可能使b平衡，但离a近，a带电荷又多，不能同时使a、b处于平衡。 放b的右侧，c对b的作用力为推斥力与a对b作用力