高中物理第一章靜電場1.2庫侖定律課件新人教版

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庫侖定律讀一讀·思一思辨一辨·議一議一、探究影響電荷間相互作用力的因素閱讀教材第5頁第一至第四自然段和“演示”部分,了解電荷間有相互作用力的規(guī)律。1.O是一個帶正電的物體,把系在絲線上的帶正電的小球先后掛在圖中P1、P2、P3等位置。(1)保持小球的電荷量不變,將懸點由P1依次移至P3,小球所受作用力大小如何變化?說明什么?答案:小球受力大小逐漸減小,說明帶電體間的作用力隨距離的增大而減小。讀一讀·思一思辨一辨·議一議(2)若保持小球位置不變,增大或減小小球所帶的電荷量,小球所受作用力的大小如何變化?說明什么?答案:增大小球所帶的電荷量,小球受到的作用力增大;減小小球所帶的電荷量,小球受到的作用力減小。說明電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大。2.上述實驗得到什么結論?答案:電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的增大而減小。3.電荷間相互作用力的規(guī)律是由哪個科學家發(fā)現的?答案:法國科學家?guī)靵觥Ｗx一讀·思一思辨一辨·議一議二、庫侖定律閱讀教材第6~7頁“庫侖定律”部分及相關內容,知道庫侖定律的內容,理解點電荷的概念。1.內容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。2.公式:F=_________,其中k=9.0×109N·m2/C2,叫作靜電力常量。3.庫侖定律的適用條件是什么?答案:(1)在真空中;(2)點電荷。4.什么是點電荷?實際帶電體看成點電荷的條件是什么?答案:點電荷是用來代替帶電體的點,當帶電體的形狀、大小及電荷分布對作用力的影響可以忽略時,帶電體可以看作點電荷。讀一讀·思一思辨一辨·議一議三、庫侖的實驗閱讀教材第6~7頁“庫侖的實驗”部分,了解庫侖扭秤的結構、實驗思想方法和實驗的巧妙之處。1.庫侖利用扭秤實驗研究電荷間的相互作用,該裝置利用什么方法顯示力的大小?答案:該裝置通過懸絲扭轉的角度來比較力的大小,力越大,懸絲扭轉的角度越大。2.庫侖時代無法測量物體所帶的電荷量,怎樣定量研究電荷量與力的關系?答案:利用相同球體接觸平分電荷解決了無法測量電荷量的問題。讀一讀·思一思辨一辨·議一議1.思考辨析。(1)點電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體。

(

)解析:一個帶電體能否看成點電荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計。答案:×(2)點電荷是一種理想模型,真正的點電荷是不存在的。

(

)解析:點電荷和質點一樣,是一種理想化模型,任何帶電體都有一定的形狀和大小,所以真正的點電荷是不存在的。答案:√(3)若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量,則q1對q2的靜電力大于q2對q1的靜電力。

(

)解析:兩電荷間的作用力遵從牛頓第三定律,所以q1對q2的靜電力與q2對q1的靜電力大小相等。答案:×讀一讀·思一思辨一辨·議一議(4)點電荷就是元電荷。

(

)解析:點電荷是忽略帶電體的形狀和大小,將帶電體看成一個點,而元電荷是電荷的最小數值,所有帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數倍。答案:×(5)兩個電荷量分別為Q1、Q2的球體間的作用力在任何情況下都可用公式

計算。

(

)解析:只有帶電球體或球殼的電荷均勻分布時,才可以利用公式

計算。答案:×讀一讀·思一思辨一辨·議一議2.探究討論。(1)在定性探究電荷間相互作用力規(guī)律的實驗中,采用了什么物理實驗方法?答案:控制變量法。(2)當電荷q1、q2間的距離r→0時,由公式

可知,兩電荷間的相互作用力F→∞嗎?答案:不是,當電荷q1、q2間的距離r→0時,已不能將q1、q2視為點電荷了,庫侖定律不再適用。探究一探究二當堂檢測問題導引名師精講典例剖析庫侖定律的理解和應用原子結構模型示意圖如圖所示。該模型中,電子繞原子核做勻速圓周運動,就像地球的衛(wèi)星一樣。觀察圖片,思考:電子做勻速圓周運動所需的向心力是由原子核對電子的萬有引力提供的嗎?要點提示:原子核對電子的庫侖力提供了向心力,兩者間的萬有引力要比庫侖力小得多,完全可以忽略不計。探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測1.靜電力的確定(1)大小計算:利用庫侖定律計算靜電力時不必將表示電性的正、負號代入公式,只代入q1和q2的絕對值即可。(2)方向判斷:利用同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷。2.兩個點電荷之間的庫侖力遵守牛頓第三定律不論電荷量大小如何,兩點電荷間的庫侖力大小總是相等的。注意:(1)庫侖定律只適用于能看成點電荷的帶電體之間的相互作用。(2)兩個形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠時可以看作點電荷;相距較近時不能看作點電荷,此時球體間的作用力會隨著電荷的分布而變化。探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測【例題1】(多選)兩個用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球,相距很遠放置,其中一個球帶的電荷量是另一個的5倍,它們之間的庫侖力大小是F。現將兩球接觸后再放回原處,它們之間的庫侖力大小可能為(

)【思考問題】

設兩物體帶的電荷量的數值分別為q和5q,兩帶電體接觸后的帶電荷量可能是多少?答案:若帶同種電荷,兩物體帶電荷量均為3q;若帶異種電荷,兩物體帶電荷量均為2q。探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測靜電力的疊加如圖所示,真空中有三個點電荷A、B、C,它們固定在邊長為a的等邊三角形的三個頂點上,電荷量都是Q,則電荷C所受的庫侖力多大?方向向哪?探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測探究一探究二問題導引名師精講典例剖析當堂檢測1.真空中兩個靜止點電荷間相互作用力的大小只跟兩個點電荷的電荷量及間距有關,跟它們的周圍是否存在其他電荷無關。2.若空間存在多個點電荷,某點電荷受到的作用力等于其他點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。

庫侖力就是力,一定遵守力的所有規(guī)律。探究一探究二問題導引名師精講典例剖析【例題2】如圖所示,在A、B兩點分別放置點電荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C,在AB的垂直平分線上有一點C,且AB=AC=BC=6×10-2m。如果有一個電子在C點,它所受到的庫侖力的大小和方向如何?【思考問題】

請分別求出A、B對C的作用力的大小。探究一探究二問題導引名師精講典例剖析解析:答案:8.0×10-21N

方向平行于AB向左

探究一探究二問題導引名師精講典例剖析歸納總結庫侖力的疊加原理當多個帶電體同時存在時,每兩個帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律。某一帶電體同時受到多個庫侖力作用時可利用力的平行四邊形定則求出其合力。這就是庫侖力的疊加原理。當堂檢測探究一探究二1231.(點電荷和庫侖定律的理解)下列說法正確的是(

)A.點電荷就是體積很小的帶電體B.點電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C.據

可知,當r→0時F→∞D.靜電力常量的數值是由實驗得出的解析:點電荷是帶電體的理想化模型,實際帶電體在體積和形狀對問題的研究沒有影響或影響不大時,都可以看作點電荷,選項A、B錯誤。庫侖定律僅適用于真空中的點電荷,當r→0時,任何帶電體都不能再看作是點電荷,庫侖定律不成立,基于庫侖定律進行的分析也是錯誤的,選項C錯誤。靜電力常量的數值是庫侖通過扭秤實驗得出的。答案:D探究一探究二123當堂檢測探究一探究二12當堂檢測3.(靜電力的疊加)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的電荷量比b的電荷量