物理必修3优质课公开课导学案1.2.doc

2.库仑定律

课标要求

思维导图

1.通过实验，探究影响点电荷之间相互作用力的因素．

2．知道点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件．

3．理解库仑定律的文字表述及其公式表述，会用库仑定律进行有关计算．

4．了解库仑扭秤实验．

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、探究影响点电荷之间相互作用力的因素

1．点电荷

(1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用力时，该带电体的________、________以及电荷在其上的分布状况均可忽略，该带电体可以看作一个带电的点，这样的电荷称为点电荷．

(2)点电荷是一个理想化的物理模型．

(3)带电体看成点电荷的条件

如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的________和________对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷．

2．实验探究

实验原理

如图所示，F＝________，θ变大，F变大；θ变小，F变小

实验方法(控制变量法)

保持电荷量不变，探究电荷间作用力与距离的关系

保持两带电小球间的距离不变，探究电荷间作用力与电荷量的关系

实验操作

改变悬点位置，从而改变小球间距r，观察夹角θ变化情况

改变小球带电荷量q，观察夹角θ变化情况

实验现象

r变大，θ____

r变小，θ____

q变大，θ____

q变小，θ____

实验结论

电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而____，随它们之间距离的增大而____

二、库仑定律

1．内容：________中两个静止的________之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的________成正比，与它们之间距离的________成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的________．

2．公式：F＝________．

3．静电力常量：k＝____________．

4．适用条件：________中的________，对空气中的点电荷近似适用．

[导学1]

点电荷像运动学中定义的“质点”一样，是理想化的物理模型，是带电体的抽象．

[导学2]

探究影响点电荷之间相互作用力的因素的实验中用的是控制变量法．

[导学3]

库仑定律是平方反比定律，与万有引力定律类似．

[导学4]

库仑扭秤研究了电荷间斥力大小与距离的关系，扭秤有多处用到放大思想．

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一库仑定律的理解及应用

导学探究

如图所示，两带电金属球的球心相距为r，两金属球的半径均为R，且不满足r?R.

(1)若两球带同种电荷，两球间的库仑力F与kq1

(2)若两球带异种电荷，两球间的库仑力F与kq1

归纳总结

1.适用条件

库仑定律成立的条件是真空中两个点电荷间的相互作用力．但空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算．

2．库仑力的性质

两个点电荷之间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比电荷量小的电荷对电荷量大的电荷作用力大．

3．库仑力的计算

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即可；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．

典例示范

例1真空中有两个相同的可以看成点电荷的带电金属小球A、B，两小球相距L固定，A小球所带电荷量为－2Q，B所带电荷量为＋5Q，两小球间的静电力大小是F，现在让一个相同的不带电金属小球C先后与A、B两球接触后移开，再使A、B距离变为2L，此时A、B两球之间的库仑力的大小是()

A．F4B．F32C．F20

素养训练1关于库仑定律，下列说法正确的是()

A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体

B．根据F＝kq1q

C．带电荷量分别为3Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍

D．库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷

素养训练2两个相同的金属小球(可看作点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们之间的库仑力是原来的()

A．7B．37C．97D

探究点二静电力的叠加原理

归纳总结

1.对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和．

2．电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则．

典例示范

例2中国的FY－3A卫星上可观测到高能质子和高能电子．如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C．在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2