《静电力库仑定律》导学案素材.ppt

解答:(1)得到如下结论:两者距离不变时,带电荷量越大,它们之间的作用力越大;两者带电荷量不变时,它们之间的距离越大,作用力越小。 (2)与书上实验对比,这个实验更直观,因为这里只有一个小球,排除了另一个小球的干扰。 知识链接:本实验只是定性的研究,只能使我们直观地认识到静电力跟电荷量以及带电体之间的距离有关。 解答:(1)库仑定律的适用条件是真空中静止的点电荷,真空、静止、点电荷这三个条件缺一不可,当带电体不能视为点电荷时,库仑定律则不成立。 (2)在上述情境中,r→0时两电荷不能看成点电荷,库仑定律不再适用;r→∞时两电荷之间的库仑力F→0。所以选项A、C正确。 知识链接:利用库仑定律计算时,电荷的正、负号可以不代入公式中,库仑力方向可单独判断。 主题4:静电力与万有引力的比较 情景:在课本第12页“方法点拨”中提到:“类比是研究物理问题的一种重要方法,是根据两类对象之间某些方面的相似性,推出它们在其他方面也可能相似的一种思维方法。库仑定律就是科学家借助类比的方法发现重要规律的典型实例。”在课本第11页也有相关叙述:库仑定律“是法国物理学家库仑在前人工作的基础上,通过与牛顿万有引力定律的类比和自己大量的实验研究,在1785年提出来的”。 问题:(1)静电力与万有引力有哪些相似点和不同点? (2)结合你物理学习的实际,谈谈你对类比的思想方法是怎样理解的? 　解答:(1)静电力与万有引力的区别:静电力与带电体的电荷量及距离有关,万有引力与物体的质量及距离有关;静电力可能是斥力也可能是引力,万有引力只能是引力。两者的联系:都与有关物理量(电荷量或质量)的乘积有关,且都与其乘积成正比,都与距离的二次方成反比,作用力的方向都在两个物体的连线上。 (2)类比作为一种推理方法,它是通过比较不同对象或不同领域之间的某些属性相似,从而推导出另一属性也相似。它既不同于演绎推理从一般推导到个别,也不同于归纳推理从个别推导到一般,而是从特定的对象或领域推导到另一特定对象或领域的推理方法。类比推理是一种或然性的推理,其结论是否正确还须经过严格的逻辑论证或者实践证明。例如光和声都是直线传播,都能反射,都有干扰现象等,光还可以折射,那么声波可能也存在折射。 知识链接:自然规律既具有多样性,又具有统一性。 拓展一:对点电荷的理解 1.关于点电荷的说法,正确的是(　　)。 A.只有体积很小的带电体,才能看做点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看做点电荷 C.点电荷一定是电荷量很小的电荷 D.当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,两个带电体才可看成点电荷 【解析】带电体是否可以看成点电荷,不在于其大小,也不在于其带电荷量的多少,唯一的标准是其线度是否远远小于带电体间的距离,或者说两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响是否可以忽略,所以只有选项D正确。 D　 【点拨】“点电荷”就是一个没有大小和形状的几何点,而电荷又全部集中在这几何点上。事实上,任何带电体都有其大小和形状,真正的点电荷是不存在的,它像力学中的“质点”概念一样,纯属一个理想化模型。不过,当我们在研究带电体间的相互作用时,如果带电体本身的几何线度比起它们之间的距离小得很多,带电体的形状、大小和电荷分布对带电体之间的相互作用的影响就可以忽略不计,在此情况下,我们就可以把带电体抽象成点电荷模型。 D　 拓展三:对称法与库仑定律 ?3.如图甲所示,一个半径为R的圆环均匀带电,ab是一个极小的缺口,缺口长为L(L?R),圆环带正电荷,电荷量为QL,在圆心处放置一个带电荷量为q的负电荷,试求负电荷受到的库仑力。 【解析】首先讨论一个封闭圆环的情形。如图乙所示,在圆环上任意取两个对称的点(很小的一段圆弧)P、Q,P点对圆心处的负电荷的引力为FP,Q点对圆心处的负电荷的引力为FQ,由库仑定律可知,这两个力一定大小相等,且方向相反,合力为零。同理可知,在圆上任何一点都有与之对称的点,它们对圆心处的负电荷的合力均为零。而圆环正是由无数对这样的点组成。不难确定,圆环中心处的点电荷受力为零。 【点拨】由此题我们可以得出三自由点电荷共线平衡问题有如下特点:①三自由点电荷电性必为“两同一异”。若三者均带同种电荷,无论怎么放,外侧点电荷都不可能平衡;②异种电荷必放中间。若异种电荷B放外侧,它本身不可能平衡;③放在内侧的异种电荷B电量最小。因为若QBQC,则FBAFCA,A不能平衡;若QBQA,则FBCFAC,C不能平衡。即共线平衡的三个自由电荷,电性是“两同夹一异”,电量是“两大夹一小”—指中间电荷电量最小,中间电荷“远大要靠小”—指中间电荷靠近电量较小的电荷。 静 电 现 象 及 其 微 观 解 释 Thank you ! C 5.如图甲所示,在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,