2018版高中物理第1章電與磁第2節(jié)點電荷間相互作用學案粵教版選修11

第二節(jié)點電荷間的互相作用學習目標知識脈絡知道點電荷，知道點電荷是一種理想化模型．(難點)．知道驗電器的結構和工作原理．3．認識電荷間的互相作用規(guī)律，知道庫侖定律，會利用庫侖定律計算真空中靜止的兩點電荷間的互相作使勁．(要點、難點)點電荷[先填空]當一個帶電體的大小比所研究問題中波及的距離小得多時，帶電體的形狀和電荷的散布都沒關緊急了，這時，帶電體能夠被看做一個帶電荷的點，叫做點電荷．與力學中把物體當作質點的狀況相像，點電荷也是一種理想化的物理模型．[再判斷]1．體積很小的帶電體都能看做點電荷．(×)2．點電荷是一種理想模型．(√)3．體積大的帶電體必定不可以當作點電荷．(×)[后思慮]帶電體在什么狀況下能夠看做點電荷？【提示】研究電荷之間的互相作使勁時，當帶電體間的距離比它們自己的大小大得多，以致于帶電體的形狀和大小對互相作使勁的影響能夠忽視時，這樣的帶電體就能夠看做點電荷．1．點電荷點電荷是沒有大小和形狀，且擁有電荷量的理想化模型．實質其實不存在，它不過為了研究問題方便而人為抽象出來的．12．帶電體視為點電荷的條件帶電體間的距離比它們自己尺度的大小大得多，以致帶電體的形狀和大小對互相作使勁的影響能夠忽視不計，這樣的帶電體就能夠視為點電荷．忽視形狀、大小等次要要素，只保留對問題起要點作用的電荷量，這樣的辦理睬使問題大為簡化，對結果又沒有太大的影響，所以物理學上常常用到此方法．一個帶電體可否當作點電荷，是相對于詳細問題而言的，不能單憑其大小和形狀確立．點電荷自己不必定很小，帶電荷量不必定極少，帶電體很小，不必定可視為點電荷；帶電體很大，也不必定不可以視為點電荷．1．對于點電荷的以下說法中正確的選項是()A．點電荷就是體積足夠小的電荷B．點電荷是電荷量和體積都很小的帶電體C．體積大的帶電體必定不可以當作點電荷D．當兩個帶電體的形狀對它們之間互相作使勁的影響可忽視時，這兩個帶電體可當作點電荷【分析】帶電體可否當作點電荷，不可以以體積大小、帶電荷量多少而論．只需在丈量精度要求的范圍內，帶電體的形狀、大小等要素的影響能夠忽視，即可視為點電荷．故D正確．【答案】D2．對于點電荷的說法，正確的選項是()【導學號：75392008】A．研究兩顆帶電星體間的互相作使勁時必定不可以將其視為點電荷B．點電荷必定是電荷量小的帶電體C．點電荷必定是電荷量大的物體D．兩帶電小球，當它們的距離遠大于半徑時，帶電體可視為點電荷【分析】只管天體體積很大，但若此間距遠大于半徑時，其體積的影響可忽視，能夠視為點電荷，應選項A錯誤，選項D正確．帶電體可否被視為點電荷與所帶電荷量的多少無關，應選項B、C錯誤．【答案】D3．(多項選擇)對于點電荷，以下說法中正確的選項是()A．點電荷是一個帶有電荷的幾何點，它是實質帶電體的抽象，是一種理想化的模型B．點電荷自己不必定很小，所帶電荷量不必定極少3C．體積小于1mm的帶電體就是點電荷D．體積大的帶電體，只需知足必定的條件也能夠當作點電荷【分析】點電荷是實質的帶電體在必定條件下抽象出的一種理想化模型，這個條件是2帶電體大小和形狀在研究問題中對互相作使勁的影響能夠忽視不計．【答案】ABD點電荷間互相作用的規(guī)律[先填空]1．庫侖定律的內容：真空中兩個靜止點電荷間的互相作使勁跟它們所帶電荷量的乘積成正比，跟它們之間距離的二次方成反比，作使勁的方向在它們的連線上．這類電荷間的互相作使勁稱為靜電力．2．合用條件：庫侖定律合用于真空中的兩靜止點電荷．對能夠視為點電荷的兩個帶電體間也可用庫侖定律．q1q23．公式：F＝kr2．9224．靜電力常量：k＝9.0×10_N·m/C．5．注意事項：假如q1和q2的符號相反，它們之間的互相作使勁是吸引力；假如q1和q2的符號同樣，則它們之間的互相作使勁是排擠力．[再判斷]1．庫侖定律合用于任何狀況下靜電力的計算．(×)2．兩個帶電小球即便相距特別近，也能用庫侖定律計算庫侖力的大?。?×)3．互相作用的兩個點電荷，無論它們的電荷量能否相等，它們之間的庫侖力大小必定相等．(√)[后思慮]12有人以為，由＝知，當→0時，→∞.你以為這一結論正確嗎？為何？kr2rFF【提示】這一結論不正確．單從數(shù)學角度看，的確這樣，但從物理角度剖析，該結論是錯誤的．因為當r→0時，帶電體不可以視為點電荷，庫侖定律已不再合用，自然也就不可以用該公式來計算庫侖力的大小了．1．注意庫侖定律的合用條件：庫侖定律僅合用于真空中的兩個點電荷間的互相作用，在空氣中可以為近似合用．kqq22．在理解庫侖定律時，有人依據(jù)公式1r→0時可得出→∞的結論．從＝2，假想當FrF數(shù)學角度剖析是正確的，但從物理角度剖析，這一結論是錯誤的．錯誤的原由是：當r→0時兩電荷已失掉了作為點電荷的前提條件，況且實質電荷必定都有大小，根本不會出現(xiàn)r→03的狀況．也就是r→0時，不可以再利用庫侖定律計算兩電荷間的互相作使勁．3．在應用庫侖定律解決問題時注意：第一，在計算庫侖力的大小時，不用將表示電性的符號代入公式計算，只將電荷量的絕對值代入即可；其次，再依據(jù)同種電荷互相排擠、異種電荷互相吸引的規(guī)律判斷力的方向；最后，計算過程中注意一致單位，各量一定都采納國際單位制．4．對于庫侖定律，以下說法正確的選項是()qqA．凡計算兩個點電荷間的作使勁，就能夠使用公式＝k12r2FB．兩個帶電小球即便距離特別近，也能用庫侖定律C．互相作用的兩個點電荷，無論它們的電荷量能否同樣，它們之間的庫侖力大小必定相等kq1q2D．由公式F＝r2知r→0時，F(xiàn)→∞【分析】庫侖定律只合用于真空中的點電荷，A錯誤；B、D中距離太近，不可以看做點電荷，故B、D錯誤；兩點電荷間的庫侖力恪守牛頓第三定律，故C正確．【答案】C5．兩個同樣的金屬球，分別帶有＋4Q和－6Q的電荷量，兩球相隔必定距離時，互相作使勁的大小為F，若把它接觸后再放回原處，兩球互相作使勁的大小變成()【導學號：75392009】FFA.B.2416FFC.8D.424kQ2【分析】依據(jù)庫侖定律，兩球未接觸前的互相作使勁的大小為F＝r2，兩個帶電金屬球互相接觸，因為正、負電荷中和，總電荷量為4Q－6Q＝－2Q，每個金屬球帶電－Q，金2FQ屬球放回原處，互相作使勁的大小變成F′＝kr2，即F′＝24.【答案】A6．如圖1-2-1所示，兩個半徑均為r的金屬球放在絕緣支架上，兩球面近來距離為r，帶等量異種電荷，電荷量均為Q，兩球間的靜電力為以下選項中的哪一個()4圖1-2-122QQA．等于k9r2B．大于k9r222QQC．小于k9r2D．等于kr2【分析】兩球間距和球自己大小差不多，不切合簡化成點電荷的條件，因為庫侖定律的公式計算僅合用于點電荷，所以不可以用該公式計算．我們能夠依據(jù)電荷間的互相作用規(guī)律作一個定性剖析．因為兩帶電體帶等量異種電荷，電荷間互相吸引，所以電荷在導體球上的散布不平均，會向正對的一面集中，電荷