粵教版選修3-5第一章第二節(jié)

1、第二節(jié)探究靜電力第二節(jié)探究靜電力第一章電場第一章電場欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場1.正確理解點(diǎn)電荷的模型，知道實(shí)際帶電體能看成點(diǎn)電荷的正確理解點(diǎn)電荷的模型，知道實(shí)際帶電體能看成點(diǎn)電荷的條件條件2理解庫侖定律的內(nèi)容及公式理解庫侖定律的內(nèi)容及公式,理解庫侖定律的適用條件理解庫侖定律的適用條件3運(yùn)用庫侖定律并結(jié)合力學(xué)規(guī)律求解有關(guān)問題運(yùn)用庫侖定律并結(jié)合力學(xué)規(guī)律求解有關(guān)問題欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場新知初探新知初探自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)一、點(diǎn)電荷一、點(diǎn)電荷自主探究自主探究1在力學(xué)中，當(dāng)一個(gè)物體的大小、形狀與研究的問題關(guān)系在力學(xué)中，當(dāng)一個(gè)物體的大小、形狀與研究的問題關(guān)系不大時(shí)，我們可以忽略這些

2、次要因素，而把物體看做一個(gè)僅不大時(shí)，我們可以忽略這些次要因素，而把物體看做一個(gè)僅有質(zhì)量的點(diǎn)，在研究電荷之間作用力的規(guī)律時(shí)，是否也有類有質(zhì)量的點(diǎn)，在研究電荷之間作用力的規(guī)律時(shí)，是否也有類似的處理方法呢？似的處理方法呢？提示：提示：有有欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場2現(xiàn)有一個(gè)半徑為現(xiàn)有一個(gè)半徑為20 cm的帶電圓盤，問能否把它看成的帶電圓盤，問能否把它看成點(diǎn)電荷？點(diǎn)電荷？提示：提示：能否把帶電圓盤看成點(diǎn)電荷，不能只看大小，要能否把帶電圓盤看成點(diǎn)電荷，不能只看大小，要視具體情況而定若考慮它與視具體情況而定若考慮它與10 m遠(yuǎn)處的一個(gè)電子的作遠(yuǎn)處的一個(gè)電子的作用力時(shí)，完全可以把它看成點(diǎn)電荷；若電

3、子距圓盤只有用力時(shí)，完全可以把它看成點(diǎn)電荷；若電子距圓盤只有1 mm時(shí)，這一帶電圓盤又相當(dāng)于一個(gè)很大的帶電平面，而時(shí)，這一帶電圓盤又相當(dāng)于一個(gè)很大的帶電平面，而不能看成點(diǎn)電荷不能看成點(diǎn)電荷欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷：如果一個(gè)帶電體如果一個(gè)帶電體,它本身的它本身的_ 比起它到其他比起它到其他帶電體的帶電體的_ 小得多小得多,那么在研究它與其他帶電體的相互那么在研究它與其他帶電體的相互作用時(shí)作用時(shí),可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況,把它抽象把它抽象成一個(gè)幾何點(diǎn)這帶電的幾何點(diǎn)稱為成一個(gè)幾何點(diǎn)這帶電的幾何點(diǎn)稱為_ 2理想

4、模型：理想模型：理想模型方法是物理學(xué)常用的研究方法當(dāng)理想模型方法是物理學(xué)常用的研究方法當(dāng)研究對(duì)象受多個(gè)因素影響時(shí)，在一定條件下人們可以抓住研究對(duì)象受多個(gè)因素影響時(shí)，在一定條件下人們可以抓住_,忽略忽略_,將研究對(duì)象抽象為理想模型將研究對(duì)象抽象為理想模型大小大小距離距離點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷主要因素主要因素次要因素次要因素欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場二、庫侖定律二、庫侖定律自主探究自主探究如圖如圖121所示，把兩個(gè)帶同種電荷的所示，把兩個(gè)帶同種電荷的小球掛在絲線的下端，可看到兩球在靜電小球掛在絲線的下端，可看到兩球在靜電斥力的作用下分開，靜止時(shí)細(xì)線偏離豎直斥力的作用下分開，靜止時(shí)細(xì)線偏離豎直方向方

5、向角電荷量不變時(shí)，兩小球越近，角電荷量不變時(shí)，兩小球越近，角越大；距離不變時(shí)，電荷量越大，角越大；距離不變時(shí)，電荷量越大，角越大請(qǐng)根據(jù)力學(xué)角越大請(qǐng)根據(jù)力學(xué)知識(shí)判斷靜電力大小的決定因素有哪些？知識(shí)判斷靜電力大小的決定因素有哪些？提示：提示：兩小球之間的距離、兩小球所帶的電荷量兩小球之間的距離、兩小球所帶的電荷量圖圖121欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場成功體驗(yàn)成功體驗(yàn)1探究方法：變量控制法探究方法：變量控制法(1)探究電荷間的作用力的大小跟距離的關(guān)系探究電荷間的作用力的大小跟距離的關(guān)系電荷量不變時(shí)電荷量不變時(shí),電荷間的距離增大電荷間的距離增大,作用力作用力_;距離減小距離減小,作用力作用力_

6、(2)探究電荷間作用力的大小跟電荷量的關(guān)系探究電荷間作用力的大小跟電荷量的關(guān)系電荷間距離不變時(shí)電荷間距離不變時(shí),電荷量增大電荷量增大,作用力作用力_;電荷量減小電荷量減小,作用力作用力_ 減小減小增大增大增大增大減小減小欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場2庫侖定律庫侖定律(1)內(nèi)容：在內(nèi)容：在_兩個(gè)兩個(gè)_之間的作用力之間的作用力,跟它們的跟它們的電荷量的乘積成正比電荷量的乘積成正比,跟它們間的距離的跟它們間的距離的_成反比成反比作用力的方向在它們的作用力的方向在它們的_電荷之間的作用力稱為電荷之間的作用力稱為_ ，又叫庫侖力，又叫庫侖力(2)公式：公式：_.(3)靜電力常量靜電力常量k _.

7、(4)適用條件：真空中的適用條件：真空中的_真空中真空中點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷二次方二次方連線上連線上靜電力靜電力9.0109 Nm2/C2點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究講練互動(dòng)講練互動(dòng)點(diǎn)電荷的理解點(diǎn)電荷的理解1點(diǎn)電荷是物理模型點(diǎn)電荷是物理模型只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學(xué)只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化的模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在2帶電體看成點(diǎn)電荷的條件帶電體看成點(diǎn)電荷的條件如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多如果帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以至于帶電體以至于帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影

8、響很小的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響很小,就可以忽略形狀、大就可以忽略形狀、大小等次要因素，只保留對(duì)問題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體小等次要因素，只保留對(duì)問題有關(guān)鍵作用的電荷量，帶電體就能看成點(diǎn)電荷就能看成點(diǎn)電荷欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場3點(diǎn)電荷只具有相對(duì)意義點(diǎn)電荷只具有相對(duì)意義一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，是相對(duì)于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定能單憑其大小和形狀確定4注意區(qū)分點(diǎn)電荷與元電荷注意區(qū)分點(diǎn)電荷與元電荷(1)元電荷是一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶電荷量的絕對(duì)值，是電元電荷是一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶電荷量的絕對(duì)值，是電荷量的最小單

9、位荷量的最小單位(2)點(diǎn)電荷只是不考慮帶電體的大小和形狀，是帶電個(gè)體，其點(diǎn)電荷只是不考慮帶電體的大小和形狀，是帶電個(gè)體，其帶電量可以很大也可以很小，但它一定是一個(gè)元電荷電量的帶電量可以很大也可以很小，但它一定是一個(gè)元電荷電量的整數(shù)倍整數(shù)倍欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場 (單選單選)北京時(shí)間北京時(shí)間2012年年6月月16日日18時(shí)時(shí)37分，我國在酒分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場，用泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場，用“長征二號(hào)長征二號(hào)F”運(yùn)載火箭運(yùn)載火箭將我國全新研制的將我國全新研制的“神舟九號(hào)神舟九號(hào)”飛船發(fā)射升空火箭上升過程飛船發(fā)射升空火箭上升過程中由于與大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電

10、下列情況中升空后的中由于與大氣摩擦產(chǎn)生了大量的靜電下列情況中升空后的“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭上的靜電能被視為點(diǎn)電荷的是火箭上的靜電能被視為點(diǎn)電荷的是()A研究研究“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭外部與其相距火箭外部與其相距1 m處的一個(gè)帶電微處的一個(gè)帶電微粒之間的靜電力粒之間的靜電力B研究研究“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭與地球火箭與地球(帶負(fù)電帶負(fù)電)之間的靜電力之間的靜電力C任何情況下都可視為點(diǎn)電荷任何情況下都可視為點(diǎn)電荷D任何情況下都不可視為點(diǎn)電荷任何情況下都不可視為點(diǎn)電荷例例1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)明確帶電

11、體視為點(diǎn)電荷的條件明確帶電體視為點(diǎn)電荷的條件(2)同一帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要具體問題具體分析同一帶電體能否視為點(diǎn)電荷，要具體問題具體分析欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場【解析解析】對(duì)帶靜電的對(duì)帶靜電的“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭，如果研究一個(gè)火箭，如果研究一個(gè)懸浮在距它懸浮在距它1 m處的帶電微粒，那么處的帶電微粒，那么“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭就火箭就相當(dāng)于一個(gè)很大的帶電體，與兩者距離相比不能忽略，因此相當(dāng)于一個(gè)很大的帶電體，與兩者距離相比不能忽略，因此這時(shí)不能把這時(shí)不能把“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭視為點(diǎn)電荷，火箭視為點(diǎn)電荷，A項(xiàng)不正確；項(xiàng)不正確；當(dāng)考慮當(dāng)考慮“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭和

12、地球之間的靜電力時(shí)，火箭和地球之間的靜電力時(shí)，“長征長征二號(hào)二號(hào)F”火箭的大小比它與地球之間的距離小得多，火箭的大小比它與地球之間的距離小得多，“長征長征二號(hào)二號(hào)F”火箭本身大小可以忽略，可以把它視為點(diǎn)電荷，火箭本身大小可以忽略，可以把它視為點(diǎn)電荷，B項(xiàng)正確；由以上分析可見，項(xiàng)正確；由以上分析可見，“長征二號(hào)長征二號(hào)F”火箭能否被視為火箭能否被視為點(diǎn)電荷，要具體問題具體分析，所以點(diǎn)電荷，要具體問題具體分析，所以C、D項(xiàng)不正確項(xiàng)不正確【答案答案】B欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1 (單選單選)下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法中,正確的是正確的是()A體積大的帶電體

13、一定不是點(diǎn)電荷體積大的帶電體一定不是點(diǎn)電荷B當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷C點(diǎn)電荷就是體積足夠小的電荷點(diǎn)電荷就是體積足夠小的電荷D點(diǎn)電荷是電荷量和體積都很小的帶電體點(diǎn)電荷是電荷量和體積都很小的帶電體解析：選解析：選B.帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、電荷帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不能以體積大小、電荷量多少而論量多少而論,故故A、C、D錯(cuò)一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷錯(cuò)一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,要要依具體情況而定依具體情況而定,只要在測量精度要求的范圍內(nèi)只要在測量精度要求的范圍內(nèi)

14、,帶電體的形帶電體的形狀、大小等因素的影響可以忽略狀、大小等因素的影響可以忽略,即可視為點(diǎn)電荷即可視為點(diǎn)電荷.故故B正確正確.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場庫侖定律的理解庫侖定律的理解欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場2靜電力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開進(jìn)行靜電力的大小計(jì)算和方向判斷一般分開進(jìn)行(1)大小計(jì)算大小計(jì)算利用庫侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入利用庫侖定律計(jì)算大小時(shí)，不必將表示電性的正、負(fù)號(hào)代入公式，只代入公式，只代入q1、q2的絕對(duì)值即可的絕對(duì)值即可(2)方向判斷方向判斷在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸在兩電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸3

15、只有采用國際單位，只有采用國際單位，k的值才是的值才是9.0109 Nm2/C2.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場4庫侖定律嚴(yán)格適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用，但庫侖定律嚴(yán)格適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的相互作用，但兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷，兩個(gè)均勻帶電球體相距較遠(yuǎn)時(shí)也可視為點(diǎn)電荷，r應(yīng)指兩球應(yīng)指兩球體的球心距體的球心距5庫侖力同樣遵循牛頓第三定律帶電量分別為庫侖力同樣遵循牛頓第三定律帶電量分別為Q1、Q2的的兩個(gè)帶電體之間的庫侖力是一對(duì)相互作用力兩個(gè)帶電體之間的庫侖力是一對(duì)相互作用力,無論無論Q1、Q2是是否相等否相等,兩帶電體所受的庫侖力總是大小相等、方向相反兩帶電體所受的

16、庫侖力總是大小相等、方向相反特別提醒：特別提醒：庫侖力是電荷之間的一種相互作用力，具有自己庫侖力是電荷之間的一種相互作用力，具有自己的特性，與重力、彈力、摩擦力一樣，是一種的特性，與重力、彈力、摩擦力一樣，是一種“性質(zhì)力性質(zhì)力”，受力分析時(shí)不能漏掉受力分析時(shí)不能漏掉欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場 兩個(gè)帶電小球的半徑均為兩個(gè)帶電小球的半徑均為R,當(dāng)兩球心間距為當(dāng)兩球心間距為50R時(shí)時(shí),相互間的作用力為相互間的作用力為F.則：則：(1)(單選單選)當(dāng)兩球心間距為當(dāng)兩球心間距為100R時(shí)，相互間的作用力為時(shí)，相互間的作用力為()A4FBF/2CF/4 D不能確定不能確定(2)(單選單選)當(dāng)兩球

17、心間距為當(dāng)兩球心間距為5R時(shí)，相互間的作用力為時(shí)，相互間的作用力為()A100F B10FCF/1 000 D不能確定不能確定【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】對(duì)于不能視為點(diǎn)電荷的物體間的庫侖力不能對(duì)于不能視為點(diǎn)電荷的物體間的庫侖力不能隨便用庫侖定律求解，要視具體情況而定隨便用庫侖定律求解，要視具體情況而定例例2欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場【答案答案】(1)C(2)D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2 (單選單選)(2013佛山高二檢測佛山高二檢測)真空中有相隔距離真空中有相隔距離為為r的兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們分別帶的兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們分別帶2q和和3q的電量，其間的靜電的電量，其間的靜

18、電力為力為F，如果保持它們之間的距離，如果保持它們之間的距離r不變，而將它們所帶電量不變，而將它們所帶電量分別改變?yōu)榉謩e改變?yōu)?q和和5q，那么它們之間的靜電力的大小應(yīng)為，那么它們之間的靜電力的大小應(yīng)為()A3F/2 B5F/2C5F/8 D不變不變欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場庫侖定律的應(yīng)用庫侖定律的應(yīng)用1兩點(diǎn)電荷間的庫侖力兩點(diǎn)電荷間的庫侖力真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩個(gè)點(diǎn)電荷真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小只跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量及間距有關(guān)的電荷量及間距有關(guān),跟它們的周圍是否存在其他電荷無關(guān)跟它們的周圍是否存在其他電荷無關(guān)2多個(gè)

19、點(diǎn)電荷的靜電力疊加：多個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力疊加：對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該電荷的作用力的矢量和存在時(shí)對(duì)該電荷的作用力的矢量和欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場 (10分分)兩個(gè)電荷量分別為兩個(gè)電荷量分別為Q和和4Q的負(fù)點(diǎn)電荷的負(fù)點(diǎn)電荷a、b，在真空中相距為在真空中相距為l，如果引入另一點(diǎn)電荷，如果引入另一點(diǎn)電荷c，正好能使這三個(gè)，正好能使這三個(gè)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試確定點(diǎn)電荷電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試確定點(diǎn)電荷c的位置、電性及它的

20、的位置、電性及它的電荷量電荷量【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】三個(gè)電荷均處于平衡狀態(tài)，每個(gè)電荷所受另三個(gè)電荷均處于平衡狀態(tài)，每個(gè)電荷所受另外兩個(gè)電荷的靜電力等大反向，相互抵消外兩個(gè)電荷的靜電力等大反向，相互抵消例例3欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3 若例題中放于若例題中放于a、b兩點(diǎn)處的電荷的電荷量分別兩點(diǎn)處的電荷的電荷量分別為為Q和和4Q，再在，再在c處放一電荷，使得三個(gè)電荷都處于平衡處放一電荷，使得三個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)，試確定狀態(tài)，試確定c的位置，所放電荷的性質(zhì)、電荷量的位置，所放電荷的性質(zhì)、電荷量欄目欄目

21、導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場答案：答案：c位于位于a、b連線上兩點(diǎn)間的外側(cè)，距離連線上兩點(diǎn)間的外側(cè)，距離a點(diǎn)為點(diǎn)為l，所放電，所放電荷為荷為4Q的正電荷的正電荷欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第一章電場第一章電場尋規(guī)探法尋規(guī)探法思維啟迪思維啟迪根據(jù)根據(jù)“對(duì)稱性對(duì)稱性”用用“等效的思想等效的思想”處理非點(diǎn)電荷間的庫侖力處理非點(diǎn)電荷間的庫侖力【范例范例】一半徑為一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為Q的電荷，另一電荷量為的電荷，另一電荷量為q的點(diǎn)電荷放在球心的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對(duì)上，由于對(duì)稱性，點(diǎn)電荷所受的力為零現(xiàn)在球殼上挖去半徑為稱性，點(diǎn)電荷所受的力為零現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r(rR)