12_庫侖定律_導學案

1、2011 級 高 一 人 教 版 物 理 選 修3 1導 學 案第一章 靜電場第二節(jié) 庫侖定律 導學案一、知識目標1、掌握庫侖定律，知道點電荷的概念，并理解真空中的庫侖定律2、會用庫侖定律進行有關(guān)的計算3、滲透理想化方法，培養(yǎng)由實際問題進行簡化抽象建立物理模型的能力4、了解控制度量的科學研究方法，通過與萬有引力對比體會自然規(guī)律多樣性與統(tǒng)一性。二、重點難點庫侖定律的理解與應(yīng)用三、知識鏈接萬有引力定律的內(nèi)容和公式及其適用條件是什么？四、學習過程問題一、靜電力和點電荷1電荷和電荷之間的相互作用力叫靜電力，也叫庫侖力。探究1：閱讀課文P6上半部分內(nèi)容回答什么是點電荷？為什么要引入點電荷這個理想化的物理

2、模型？可以與質(zhì)點加以對比。練習1、下列說法正確的是 ( )A點電荷就是體積很小的帶電體 B點電荷就是所帶電荷量很小的帶電體C 根據(jù)F=k 可知,當r0時,有F D靜電力常量的數(shù)值是由實驗得出的問題二、庫侖的實驗探究2：閱讀P6庫侖的實驗部分的課本，回答下列問題1庫侖實驗用的裝置叫做庫侖扭稱裝置，所以庫侖實驗也叫做庫侖扭稱實驗。該實驗中運用了哪些研究方法和思想？2庫侖是如何把電荷量進行二等分的？你能把電荷量進行三等分嗎？你如何做？你能使小球帶的電荷量為原來的3/8嗎？問題三、庫侖定律的理解探究3：庫侖定律的公式是什么？有什么樣的適用條件？靜電力常量的數(shù)值是什么？練習2、兩個金屬小球的半徑均為a，

3、兩球心相距d，如果它們帶等量同種電荷Q，則它們之間的相互作用力為（ ）A、大于kQ2/d2 B、等于kQ2/d2 C、小于kQ2/d2 D、無法確定探究4：想一想：請結(jié)合萬有引力定律的內(nèi)容，對比庫侖定律談?wù)勀阌惺裁礃拥目捶?。練?、如圖所示，把一個帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給B一個沿垂直AB方向的水平速度v0，B球?qū)?( )A若A、B為異種電性的電荷，B球一定做圓周運動 B若A、B為異種電性的電荷，B球可能做加速度、速度均變小的曲線運動C若A、B為同種電性的電荷，B球一定做遠離A球的變加速曲線運動D若A、B為同種電性的電荷，B球的動能一定會減小探究5

4、：請你把P7例題1閱讀并理解后完整的寫在下面。在研究微觀粒子的相互作用力時有萬有引力嗎？萬有引力為什么可以忽略？什么情況下不能忽略。練習4、如圖所示，一個掛在絲線下端的帶正電的小球B，靜止在圖示位置；若固定的帶正電的小球A電荷量為Q，B球的質(zhì)量為m，帶電荷量q，=30，A和B在同一水平線上，整個裝置處于真空中，求A、B兩球之間的距離為多少? 探究6：一個點電荷同時受到其他幾個點電荷作用時的受力我們應(yīng)該如何去處理？請你把P7例題2閱讀理解后把完整的解題過程寫在下面。請閱讀P8科學漫步。問題四、庫侖定律的應(yīng)用應(yīng)注意的問題：首先應(yīng)注意庫侖定律公式的適用條件。公式F=kQ1Q2/r2僅適用于 中（空氣

5、中近似成立）的兩個 間的相互作用。其次，應(yīng)注意將計算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向二者分別進行，即應(yīng)用公式計算庫侖力的大小時，只將其電量的絕對值代入，這樣可以避免將表示帶電性質(zhì)的符號代入公式中一起運算，根據(jù)運算結(jié)果是正或負號來判定方向而帶來的麻煩和可能出現(xiàn)的錯誤。再次，應(yīng)注意統(tǒng)一單位，因為靜電力常量k=9109Nm2/c2是國際單位制中的單位。探究6：庫侖力的大小隨兩點電荷電量的乘積和距離的變化而變化練習5、將兩個完全相同的、帶不同正電量的小金屬球（半徑不計）相互接觸后再放回原處，則金屬球間的庫侖力比原來的會（ ）（數(shù)學函數(shù)知識的運用） B AA變大 B不變 C變小 D無法判斷探究7：與力學平

6、衡條件的結(jié)合練習6、豎直墻壁上懸掛著兩個絕緣帶電金屬小球A和B，輕繩長度相同，A緊靠在墻壁上，B的輕繩與豎直墻壁有一定夾角，若由于與空氣接觸B所帶電量逐漸減少，則對A與B而言（ ）（數(shù)學相似三角形的運用）A庫侖力變小 B庫侖力變大 CA球所受拉力不變 DB球所受拉力大小不變練習7、兩個重力均為mg的帶電球A和B，用絕緣細線1和2懸掛，如右圖，已知AB間庫侖力大小恰好為mg，當兩球帶異種電荷時，細線1和2的張力T1和T2分別為（ ）（整體法與隔離法的運用）A2mg，0 B2mg，mg Cmg，2mg D0，2mg探究8：不用外力，三個點電荷在光滑水平桌面上如何放置才能使它們都保持平衡？有什么規(guī)律

7、嗎？練習8、相距L的點電荷A、B的帶電量分別為+4Q和-Q，要引入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，求電荷C的電量和放置的位置。探究9：與牛頓第二定律的結(jié)合A B練習9、光滑絕緣水平面上的帶電小球A、B的質(zhì)量分別為m1=2g，m2=1g，它們的電荷量相等，q1=q2=10-7C，A球、B球均帶正電?，F(xiàn)在水平力F向右作用于A球，這時A、B一起向右運動，且保持距離d=0.1m不變，如圖所示。試問F多大？它們?nèi)绾芜\動？ 議一議：還有其它的組合方式嗎？若改為三個帶電小球則如何才能保持相對靜止？練一練：課時作業(yè)（二）第11題五、小試牛刀1、下列關(guān)于點電荷的說法中，正確的是()A體積很小的帶電體

8、才能看成是點電荷 B體積很大的帶電體一定不能看成是點電荷C當兩個帶電體的大小遠小于它們之間的距離時，可將這兩個帶電體看成點電荷D一切帶電體在一定條件下都可以看成是點電荷2、真空中固定的兩個相同帶等量異號電荷的金屬小球A和B（均可看做點電荷）間靜電力為F?，F(xiàn)用一個不帶電同樣金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A、B球間的靜電力變?yōu)槎啻螅咳粼偈笰、B間距離增大為原來2倍，則他們間靜電力又為多大？3、在邊長為a的正方形的每一個頂點都放置一個電荷量為q的負點電荷。如果保持它們的位置不變，每個點電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力是多大？4、用兩個長13cm的絕緣細繩分別懸掛于同一點的相同球

9、形導體，質(zhì)量均為0.6g且?guī)N等量電荷（視為點電荷）。由于靜電斥力他們相距為10cm。求它們所帶的電荷量。（g=10m/s2）思考：若兩電荷電量不同而是二倍關(guān)系，如何考慮計算？有何差異？5、如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上a和c帶正電，b帶負電，a所帶電荷量的大小比b的小已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是()AF1 BF2 CF3 DF46、兩個半徑相同的金屬小球其球心間距遠大于它們的半徑，帶電量之比為1:7，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為原來的 倍?！揪C合提高】7、光滑絕緣的水平面上有一個絕緣的

10、彈簧，兩端分別與金屬小球A、B相連，如圖所示，若A、B帶上等量同種電荷，彈簧的伸長量為x1，若讓A、B的帶電量都增為原來的兩倍，彈簧的伸長量為x2，則（ ）A、x24x1 B、x24x1 C、x24x1 D、x2x18、一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為Q的電荷，另一電荷量為q的點電荷放在球心O處，由于對稱性，點電荷受力為零現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)的一個小圓孔，則此時位于球心處的點電荷所受到力的大小為多少？方向如何？(已知靜電力常量為k) 9、在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電荷量為+Q，B帶電荷量為-9Q，現(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)，問C應(yīng)帶什么性質(zhì)電荷，應(yīng)放于何處？所帶電量應(yīng)為多少？10、如圖所示，在光滑絕緣的水平面上沿一直線等距離排列三個小球A、B、C，三球質(zhì)量均為m，相距均為L，若三球均帶電，且qA