物理同步新導(dǎo)學(xué)案人教靜電場(chǎng) 省賽獲獎(jiǎng)

第一章靜電場(chǎng)2庫(kù)侖定律1.知道點(diǎn)電荷的概念.2.理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容、公式及適用條件.學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：科學(xué)探究：經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)過程，得出電荷間作用力與電荷量及電荷間距離的定性關(guān)系.科學(xué)思維：1.通過抽象概括建立點(diǎn)電荷這種理想化模型.2.進(jìn)一步了解控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的作用.3.會(huì)用庫(kù)侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(如圖1所示)(1)小球帶電荷量一定時(shí)，距離帶電物體越遠(yuǎn)，絲線偏離豎直方向的角度

.(2)小球處于同一位置時(shí)，小球所帶的電荷量越大，絲線偏離豎直方向的角度

.2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而

，隨著距離的增大而

.一、探究影響電荷間相互作用力的因素越小越大圖1增大減小二、庫(kù)侖定律1.點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小

，以致帶電體的

、

及

對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，帶電體可以看做

.2.庫(kù)侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成

，與它們的距離的

成反比，作用力的方向在

.(2)公式：F＝

，其中k＝

N·m2/C2，叫做靜電力常量.(3)適用條件：①

；②

.大得多形狀大小電荷分布狀況點(diǎn)電荷正比二次方它們的連線上9.0×109在真空中點(diǎn)電荷3.庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)(1)庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)是通過懸絲

比較靜電力F大小的.實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與距離r的

成反比.(2)庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)中為研究F與q的關(guān)系，采用的是用兩個(gè)

的金屬小球接觸，電荷量

的方法，發(fā)現(xiàn)F與q1和q2的

成正比.扭轉(zhuǎn)角度二次方完全相同平分乘積1.判斷下列說法的正誤.(1)探究電荷間的作用力與某一因素的關(guān)系時(shí)，必須采用控制變量法.(

)(2)只有電荷量很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷.(

)(3)當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí)，可將這兩個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷.(

)(4)若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力.(

)即學(xué)即用×√×√2.真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F，如果將兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離增大為原來的4倍，電荷量都增大為原來的2倍.它們之間靜電力的大小變?yōu)樵瓉淼腳__倍.重點(diǎn)探究1.點(diǎn)電荷(1)點(diǎn)電荷是只有電荷量，沒有大小、形狀的理想化模型，類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，實(shí)際中并不存在.(2)帶電體能否看成點(diǎn)電荷視具體問題而定，不能單憑它的大小和形狀下結(jié)論.如果帶電體的大小比帶電體間的距離小得多，則帶電體的大小及形狀就可以忽略，此時(shí)帶電體就可以看成點(diǎn)電荷.一、庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用2.庫(kù)侖定律(1)庫(kù)侖定律只適用于真空中點(diǎn)電荷之間的相互作用，一般沒有特殊說明的情況下，都可按真空來處理.(2)當(dāng)r→0時(shí)，電荷不能再看成點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用.(3)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律.不要認(rèn)為電荷量大的電荷對(duì)電荷量小的電荷作用力大.(4)兩個(gè)規(guī)則的帶電球體相距比較近時(shí)，電荷的分布會(huì)發(fā)生改變，庫(kù)侖定律不再適用.例1下列說法中正確的是A.點(diǎn)電荷就是體積小的帶電體B.帶電荷量少的帶電體一定可以視為點(diǎn)電荷C.大小和形狀對(duì)作用力的影響可忽略的帶電體可以視為點(diǎn)電荷D.根據(jù)庫(kù)侖定律表達(dá)式F＝

當(dāng)兩電荷之間的距離r→0時(shí)，兩電荷之間的庫(kù)

侖力F→∞解析

點(diǎn)電荷不能理解為體積很小的帶電體，也不能理解為電荷量很少的帶電體.同一帶電體，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時(shí)，就不能看成點(diǎn)電荷，而研究它與離它很遠(yuǎn)的電荷間的作用力時(shí)，就可以看做點(diǎn)電荷，帶電體能否看成點(diǎn)電荷，要依具體情況而定，A、B錯(cuò)誤，C正確.兩電荷距離r→0時(shí)，不能看做點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用，D錯(cuò)誤.√例2甲、乙兩導(dǎo)體球，甲球帶有4.8×10－16C的正電荷，乙球帶有3.2×10－16C的負(fù)電荷，放在真空中相距為10cm的地方，甲、乙兩球的半徑均遠(yuǎn)小于10cm.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)試求兩球之間的靜電力，并說明是引力還是斥力？解析因?yàn)閮汕虻陌霃蕉歼h(yuǎn)小于10cm，因此可以作為兩個(gè)點(diǎn)電荷考慮.答案1.38×10－19N引力兩球帶異種電荷，它們之間的作用力是引力.(2)如果兩個(gè)導(dǎo)體球完全相同，接觸后放回原處，兩球之間的作用力如何？解析如果兩個(gè)導(dǎo)體球完全相同，則接觸后電荷量先中和后平分，答案5.76×10－21N斥力(3)將兩個(gè)體積不同的導(dǎo)體球相互接觸后再放回原處，還能求出其作用力嗎？解析由于兩球不同，分開后分配電荷的電荷量將不相等，因而無法知道電荷量的大小，也無法求出兩球間的作用力.答案不能點(diǎn)撥：用公式計(jì)算庫(kù)侖力大小時(shí)，不必將表示電荷q1、q2的帶電性質(zhì)的正、負(fù)號(hào)代入公式中，只將其電荷量的絕對(duì)值代入即可；力的方向再根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引加以判別.二、庫(kù)侖力的疊加1.對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的庫(kù)侖力，等于其余所有點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)它作用產(chǎn)生的庫(kù)侖力的矢量和.2.電荷間的單獨(dú)作用符合庫(kù)侖定律，求各庫(kù)侖力的矢量和時(shí)應(yīng)用平行四邊形定則.例3如圖2所示，分別在A、B兩點(diǎn)放置點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C.在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m.如果有一電子靜止放在C點(diǎn)處，則它所受的庫(kù)侖力的大小和方向如何？答案見解析圖2解析電子帶負(fù)電荷，在C點(diǎn)同時(shí)受A、B兩點(diǎn)電荷的作用力FA、FB，如圖所示.同理可得：FB＝8.0×10－21N.由矢量的平行四邊形定則和幾何知識(shí)得靜止放在C點(diǎn)的電子受到的庫(kù)侖力F＝FA＝FB＝8.0×10－21N，方向平行于AB連線由B指向A.針對(duì)訓(xùn)練(2018·德州市期末)如圖3所示，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝8cm、ac＝6cm、bc＝10cm，小球c所受庫(kù)侖力合力的方向平行于ab的連線斜向下.關(guān)于小球a、b的電性及所帶電荷量比值的絕對(duì)值n，下列說法正確的是√圖3解析由題意知∠b＝37°，∠a＝90°，由小球c所受庫(kù)侖力合力的方向知a、b帶異號(hào)電荷，小球a、b對(duì)小球c的作用力如圖所示.達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(對(duì)點(diǎn)電荷的理解)(多選)下列說法中正確的是A.點(diǎn)電荷是一種理想化模型，真正的點(diǎn)電荷是不存在的

B.點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體C.兩帶電荷量分別為Q1、Q2的球體間的作用力在任何情況下都可用公式F＝D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對(duì)

所研究問題的影響是否可以忽略不計(jì)1234√√解析點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際中并不存在.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷不是看其大小，而是應(yīng)具體問題具體分析，是看它的形狀和大小對(duì)所研究問題的影響能否忽略不計(jì)，A、D對(duì).2.(庫(kù)侖定律的理解)(2018·南平市檢測(cè))關(guān)于庫(kù)侖定律，下列說法正確的是A.庫(kù)侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積最小的帶電體B.根據(jù)F＝

當(dāng)兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)，庫(kù)侖力將趨向無窮大C.帶電荷量分別為Q和3Q的點(diǎn)電荷A、B相互作用時(shí)，B受到的靜電力是A受到

的靜電力的3倍D.庫(kù)侖定律的適用條件是：真空和靜止點(diǎn)電荷1234√解析如果帶電體的形狀、大小以及電荷分布對(duì)所研究問題的影響可以忽略不計(jì)，則可將它看做點(diǎn)電荷，故A錯(cuò)誤.兩個(gè)帶電體間的距離趨近于零時(shí)，帶電體已經(jīng)不能看成點(diǎn)電荷了，F(xiàn)＝

不再適用，故B錯(cuò)誤.根據(jù)牛頓第三定律得：B受到的靜電力和A受到的靜電力大小相等，故C錯(cuò)誤.庫(kù)侖定律的適用條件是：真空和靜止點(diǎn)電荷，故D正確.12343.(庫(kù)侖定律的應(yīng)用)真空中兩個(gè)完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點(diǎn)電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F.用一個(gè)不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開球C，此時(shí)A、B球間的靜電力為1234√解析假設(shè)金屬小球A、B開始時(shí)帶電荷量為Q，A、B小球間距為r，12344.(庫(kù)侖力的疊加)如圖4所示，等邊