《金牌学案》物理粤教版必修第三册 课件02　第一章　第二节　库仑定律

现代文阅读Ⅰ把握共性之“新”打通应考之“脉”第一章静电场的描述第二节库仑定律[学习目标]

1．了解点电荷，知道实际带电体可简化为点电荷的条件．2．记住库仑定律的内容公式，理解库仑定律的适用条件，会用库仑定律进行相关的计算．3．学会用控制变量法探究两个点电荷的静电力，了解库仑扭秤实验，体会实验探究的重要意义．必备知识·自主预习储备知识点一点电荷1．如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离___得多，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略，即可以把带电体抽象成一个点．这个带电的点称为点电荷．2．点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际_________(选填“存在”或“不存在”)．小不存在知识点二影响静电力的因素1．实验原理(1)轻质小球的______大小反映静电力的大小．(2)研究静电力与距离和电荷量的关系，都采用____________法．2．实验总结静电力F的大小与带电体的电荷量

q及带电体间的距离r都有关．q越___，r越___，则F越大；反之则F越小．偏角控制变量大小

正比反比它们的连线真空中点电荷2．库仑扭秤实验(1)实验结果发现电场力F与距离r的_________成反比．(2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个____________的金属小球______后电荷量______的方法，发现F与q1和q2的______成正比．提醒

①静电力的叠加仍然遵循平行四边形定则；②计算库仑力大小时，两电荷都取所带电荷量的绝对值．二次方完全相同接触平分乘积体验1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的． (

)(2)库仑定律适用于点电荷，点电荷就是体积很小的带电体． (

)(3)相互作用的两点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等． (

)(4)库仑定律是库仑在前人工作的基础上通过实验总结出来的规律． (

)√×√√2．填空已知真空中两点电荷Q与q的作用力为F，现使它们的带电量都增加为原来的2倍，并把它们之间的距离缩小为原来的一半，则此时它们之间的作用力为

_______．16F关键能力·情境探究达成

问题：(1)这个实验使用了什么实验方法？(2)最终的实验结论是什么？

考点1对点电荷的理解1．点电荷是理想化模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．2．带电体看成点电荷带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论．如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的形状、大小以及电荷分布等因素就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷．3．元电荷与点电荷(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位．(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍．【典例1】关于点电荷，下列说法正确的是(

)A．质量很小的带电体都可以看作点电荷B．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷C．只有正方形带电体才可以看作点电荷D．体积很大的带电体都不可看作点电荷√B

[由带电体看作点电荷的条件可知，当带电体的形状、大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系．故选B．][跟进训练]1．我国在西昌卫星发射中心成功发射“中星2D”卫星，卫星升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没有被及时导走，下列情况中，升空后的“中星2D”能被视为点电荷的是(

)A．研究“中星2D”卫星与距其1m处的一个带电微粒之间的静电力B．研究“中星2D”卫星与地球(带负电)之间的静电力C．任何情况下都可视为点电荷D．任何情况下都不可视为点电荷√考点2对库仑定律的理解及应用1．库仑力的确定(1)大小：利用库仑定律计算库仑力时，不必将表示电性的正负号代入公式．(2)方向：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引判断．2．两个点电荷间的库仑力(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关．(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，即作用力与反作用力总是等大反向．

甲

乙

√思路点拨：解答本题应注意以下三点：(1)库仑力与电荷量大小的关系．(2)库仑力与点电荷间距的关系．(3)库仑力的方向规定．

【教材原题·P11例题】氢原子由一个质子和一个电子组成．根据经典模型，电子绕核做圆周运动，轨道半径r＝5.3×10-11m．已知质子的质量mp＝1.67×10-27kg，电子的质量me＝9.11×10-31kg，万有引力常量G＝6.67×10-11N·m2/kg2．(1)求电子受到质子的静电力和万有引力的大小．(2)库仑定律和万有引力定律的表达式有哪些相似之处？(3)在研究微观物质的相互作用力时，在库仑定律和万有引力定律中，哪一种力可以被忽略呢？请说明理由．分析这是一道计算静电力和万有引力，并进行对比研究的题目．在氢原子系统中，质子和电子可被视为点电荷，也可被视为质点，根据库仑定律和万有引力定律可以解答本题．

(2)静电力和万有引力的计算公式在形式上具有高度相似性．它们都适用于可以视为“点”的物体，即质点或点电荷它们都包含一个常量：静电力常量k或万有引力常量G；都包含两个物质的参量：电量或质量；都表现为与距离的二次方成反比关系；计算结果单位都一致等．

[一题多变]上例中若B处Q带正电，且A、C两处的电荷同时存在，求B处电荷受到的库仑力大小．

√

考点3库仑力作用下的力学问题1．库仑力作用下力学综合问题，可以归纳为“电学问题，力学方法”．静电力是性质力，不是效果力，它与重力、弹力、摩擦力一样，具有自己的特性，同时，具有力的共性，遵循力学规律和力的运算法则．2．具体问题做好“两分析”“一选取”(1)受力分析：除分析重力、接触力之外，还要分析库仑力的作用．(2)状态分析：通过分析确定带电体是处于平衡状态还是非平衡状态．(3)根据题目情境和提供的条件选取恰当的物理规律列方程求解．

√√

[跟进训练]3．如图所示，把一个带正电的小球固定在A处，然后把挂在丝线上的带正电小球先后挂在P1、P2位置．测得丝线两次的偏角分别为α＝45°和β＝30°，而且由于丝线的长度可以调节，两次都确保小球的位置a和b与A在同一条水平线上．如果两带电小球都可以看成点电荷，求两次的间距之比ra：rb．(可用无理数表示)

提示：当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离小得多，以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可忽略时，这样的带电体称为点电荷．回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出点电荷的概念．提示：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．请写出库仑定律的内容．

3．写出库仑定律的公式及适用条件．题号1352467

题组一对点电荷的理解1．对点电荷的理解，下列说法正确的是(

)A．只有带电量为e的电荷才能叫点电荷B．只有体积很小的电荷才能叫点电荷C．体积很大的电荷一定不能看作点电荷D．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，带电体可以看成点电荷√课时分层作业(二)库仑定律82．美国物理学家密立根发现，物体所带的电荷量总是某个数值的整数倍，而这个数值就是电子电荷量的绝对值(1.6×10-19C)，后来人们把电子所带电荷量的多少叫作元电荷，用符号e表示，即e＝1.6×10-19C．根据这一定义，下列说法中正确的是(

)A．某带电体的带电量为4.0×10-19CB．点电荷就是元电荷C．某带电体得到了3.2×10-19C的电荷D．某带电体失去了1.8×10-19C的电荷√题号13524678

题号13524678

题组二对库仑定律的理解及应用3．(多选)库仑定律的适用范围是(

)A．真空中两个带电球体间B．真空中任意带电体间

C．真空中两个静止点电荷间D．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离时√题号13524678√CD

[库仑定律适用范围：真空中的静止点电荷间，或真空中可看作点电荷的两个带电体间，C、D正确．]

√题号13524678

题号13524678

题组三库仑力作用下的力学问题5．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上，q2与q3间的距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零．由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比为(

)A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6√题号13524678

题号13524678

√题号13524678题号13524678

题号13524678

√题号13524678

题号13524