12库仑定律导学案

1、2011 级 高 一 人 教 版 物 理 选 修3 1导 学 案第一章 静电场第二节 库仑定律 导学案一、知识目标1、掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律2、会用库仑定律进行有关的计算3、渗透理想化方法，培养由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力4、了解控制度量的科学研究方法，通过与万有引力对比体会自然规律多样性与统一性。二、重点难点库仑定律的理解与应用三、知识链接万有引力定律的内容和公式及其适用条件是什么？四、学习过程问题一、静电力和点电荷1电荷和电荷之间的相互作用力叫静电力，也叫库仑力。探究1：阅读课文p6上半部分内容回答什么是点电荷？为什么要引入点电荷这个理想化的物理

2、模型？可以与质点加以对比。练习1、下列说法正确的是 ( )a点电荷就是体积很小的带电体 b点电荷就是所带电荷量很小的带电体c 根据f=k 可知,当r0时,有f d静电力常量的数值是由实验得出的问题二、库仑的实验探究2：阅读p6库仑的实验部分的课本，回答下列问题1库仑实验用的装置叫做库仑扭称装置，所以库仑实验也叫做库仑扭称实验。该实验中运用了哪些研究方法和思想？2库仑是如何把电荷量进行二等分的？你能把电荷量进行三等分吗？你如何做？你能使小球带的电荷量为原来的3/8吗？问题三、库仑定律的理解探究3：库仑定律的公式是什么？有什么样的适用条件？静电力常量的数值是什么？练习2、两个金属小球的半径均为a，

3、两球心相距d，如果它们带等量同种电荷q，则它们之间的相互作用力为（ ）a、大于kq2/d2 b、等于kq2/d2 c、小于kq2/d2 d、无法确定探究4：想一想：请结合万有引力定律的内容，对比库仑定律谈谈你有什么样的看法。练习3、如图所示，把一个带电小球a固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球b.现给b一个沿垂直ab方向的水平速度v0，b球将 ( )a若a、b为异种电性的电荷，b球一定做圆周运动 b若a、b为异种电性的电荷，b球可能做加速度、速度均变小的曲线运动c若a、b为同种电性的电荷，b球一定做远离a球的变加速曲线运动d若a、b为同种电性的电荷，b球的动能一定会减小探究5

4、：请你把p7例题1阅读并理解后完整的写在下面。在研究微观粒子的相互作用力时有万有引力吗？万有引力为什么可以忽略？什么情况下不能忽略。练习4、如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球b，静止在图示位置；若固定的带正电的小球a电荷量为q，b球的质量为m，带电荷量q，=30，a和b在同一水平线上，整个装置处于真空中，求a、b两球之间的距离为多少? 探究6：一个点电荷同时受到其他几个点电荷作用时的受力我们应该如何去处理？请你把p7例题2阅读理解后把完整的解题过程写在下面。请阅读p8科学漫步。问题四、库仑定律的应用应注意的问题：首先应注意库仑定律公式的适用条件。公式f=kq1q2/r2仅适用于 中（空气

5、中近似成立）的两个 间的相互作用。其次，应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即应用公式计算库仑力的大小时，只将其电量的绝对值代入，这样可以避免将表示带电性质的符号代入公式中一起运算，根据运算结果是正或负号来判定方向而带来的麻烦和可能出现的错误。再次，应注意统一单位，因为静电力常量k=9109nm2/c2是国际单位制中的单位。探究6：库仑力的大小随两点电荷电量的乘积和距离的变化而变化练习5、将两个完全相同的、带不同正电量的小金属球（半径不计）相互接触后再放回原处，则金属球间的库仑力比原来的会（ ）（数学函数知识的运用） b aa变大 b不变 c变小 d无法判断探究7：与力学平

6、衡条件的结合练习6、竖直墙壁上悬挂着两个绝缘带电金属小球a和b，轻绳长度相同，a紧靠在墙壁上，b的轻绳与竖直墙壁有一定夹角，若由于与空气接触b所带电量逐渐减少，则对a与b而言（ ）（数学相似三角形的运用）a库仑力变小 b库仑力变大 ca球所受拉力不变 db球所受拉力大小不变练习7、两个重力均为mg的带电球a和b，用绝缘细线1和2悬挂，如右图，已知ab间库仑力大小恰好为mg，当两球带异种电荷时，细线1和2的张力t1和t2分别为（ ）（整体法与隔离法的运用）a2mg，0 b2mg，mg cmg，2mg d0，2mg探究8：不用外力，三个点电荷在光滑水平桌面上如何放置才能使它们都保持平衡？有什么规律

7、吗？练习8、相距l的点电荷a、b的带电量分别为+4q和-q，要引入第三个点电荷c，使三个点电荷都处于平衡状态，求电荷c的电量和放置的位置。探究9：与牛顿第二定律的结合a b练习9、光滑绝缘水平面上的带电小球a、b的质量分别为m1=2g，m2=1g，它们的电荷量相等，q1=q2=10-7c，a球、b球均带正电。现在水平力f向右作用于a球，这时a、b一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变，如图所示。试问f多大？它们如何运动？ 议一议：还有其它的组合方式吗？若改为三个带电小球则如何才能保持相对静止？练一练：课时作业（二）第11题五、小试牛刀1、下列关于点电荷的说法中，正确的是()a体积很小的带电体

8、才能看成是点电荷 b体积很大的带电体一定不能看成是点电荷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点电荷d一切带电体在一定条件下都可以看成是点电荷2、真空中固定的两个相同带等量异号电荷的金属小球a和b（均可看做点电荷）间静电力为f。现用一个不带电同样金属小球c先与a接触，再与b接触，然后移开c，此时a、b球间的静电力变为多大？若再使a、b间距离增大为原来2倍，则他们间静电力又为多大？3、在边长为a的正方形的每一个顶点都放置一个电荷量为q的负点电荷。如果保持它们的位置不变，每个点电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多大？4、用两个长13cm的绝缘细绳分别悬挂于同一点的相同球

9、形导体，质量均为0.6g且带同种等量电荷（视为点电荷）。由于静电斥力他们相距为10cm。求它们所带的电荷量。（g=10m/s2）思考：若两电荷电量不同而是二倍关系，如何考虑计算？有何差异？5、如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是()af1 bf2 cf3 df46、两个半径相同的金属小球其球心间距远大于它们的半径，带电量之比为1:7，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 倍。【综合提高】7、光滑绝缘的水平面上有一个绝缘的

10、弹簧，两端分别与金属小球a、b相连，如图所示，若a、b带上等量同种电荷，弹簧的伸长量为x1，若让a、b的带电量都增为原来的两倍，弹簧的伸长量为x2，则（ ）a、x24x1 b、x24x1 c、x24x1 d、x2x18、一半径为r的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为q的电荷，另一电荷量为q的点电荷放在球心o处，由于对称性，点电荷受力为零现在球壳上挖去半径为r(rr)的一个小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受到力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k) 9、在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷a、b，a带电荷量为+q，b带电荷量为-9q，现引入第三个点电荷c，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问c应带什么性质电荷，应放于何处？所带电量应为多少？10、如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球a、b、c，三球质量均为m，相距均为l，若三球均带电，且qa