第2节　库仑定律 教学设计.doc

第2节库仑定律

[学习目标]

1．了解点电荷、静电力的概念。

2．掌握库仑定律的内容和条件，并会简单计算。

3．掌握库仑力叠加原理，会计算静电力作用下的平衡问题。

知识点1电荷之间的作用力

1．库仑定律：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。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力。

2．适用条件：①在真空中；②静止点电荷。

3．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫作点电荷。

[判一判]

1．(1)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力。()

(2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷。()

(3)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。()

提示：(1)×(2)×(3)√

知识点2库仑的实验

1．库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F的大小。实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比。

2．库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比。

3．公式：F＝keq\f(q1q2,r2)，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫作静电力常量。

知识点3静电力计算

1．两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。

2．两个或者两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。

[判一判]

2．(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法。()

(2)库仑力的合成遵循平行四边形定则。()

提示：(1)√(2)√

1．(对点电荷的理解)关于元电荷和点电荷的说法，正确的是()

A．元电荷就是点电荷

B．质子就是元电荷

C．点电荷一定是电荷量很小的电荷

D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理

解析：选D。元电荷是最小的电荷量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理量，故A错误；元电荷是最小的电荷量，不是质子，B错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，带电体能不能简化为点电荷，不是看物体的体积大小和电荷量大小，而是看物体的大小相对于两个电荷的间距能不能忽略不计，即两个带电体的大小和形状对它的相互作用力的影响能不能忽略，所以即使体积很大的带电体也可能看作点电荷，即使是电荷量很小的电荷也不一定能看作点电荷，两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故C错误，D正确。

2．(库仑定律)下列关于对库仑定律的理解正确的是()

A．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式

B．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的

C．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式

D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电

解析：选B。库仑定律适用于真空中静止点电荷间静电力的计算，故A、C错误；两个点电荷之间的静电力，是作用力和反作用力关系，故无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的，故B正确；摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，纸屑带正电或不带电都可以，故D错误。

3．(库仑定律的应用)(2022·湖南邵东期末)两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间的库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定在eq\f(r,2)处，则两球间库仑力的大小为()

A.eq\f(F,2) B.eq\f(4F,3)

C.eq\f(F,3) D．2F

解析：选B。两小球接触前库仑力大小为F＝keq\f(3Q2,r2)，两小球相互接触后电荷量都是＋Q，两球间库仑力的大小为F′＝keq\f(Q2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))2)＝eq\f(4F,3)。

4．(库仑力的合成)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()

A．F1 B．F2

C．F3 D．F4

解析：选B。对c球受力分析，如图

由于b球的电荷量比a球的大，故b球对c球的库仑力较大，根据平行四边形定则，合力的方向如图，即沿着F2的方向。

探究一点电荷的理解与应用

1．点电荷是物理模型：只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中