19-20鲁科版高中物理选修1-1（课件+教师用书）：第1章 第2节 电荷间的相互作用 (2份打包)

第2节　电荷间的相互作用 学 习 目 标 知 识 脉 络 1．知道点电荷，知道点电荷是一种理想化模型．(难点) 2．知道验电器的构造和工作原理． 3．了解电荷间的相互作用规律，掌握库仑定律，会利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的相互作用力．(重点) 一、点电荷、电荷量及其检验 1．电荷量 (1)定义：物体所带电荷的多少． (2)单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C. 2．点电荷 (1)定义：用来代替带电体的只有电荷量没有大小的几何点． (2)意义：是一种理想化的模型． (3)视为点电荷的条件：两个带电体之间的距离比它们自身的尺度大得多． 3．电荷量的检验 (1)验电器用途：检验物体是否带电，并能粗略判断所带电荷量的多少． (2)验电器构造：一根一端装有光滑金属球的金属杆通过橡胶塞插入玻璃瓶内，在杆的下端连上两片金属箔，如图所示． (3)验电器原理：当带电体接触金属球时，带电体上的电荷转移到金属球上，然后传到金属箔上，使金属箔也带同种性质的电荷．由于同性电荷相斥，使两片金属箔，张开一定的角度．金属箔张开角度的大小，反映了带电体所带电荷的多少． 二、库仑定律 1．内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 2．适用条件：适用于真空中静止的两个点电荷．对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律． 3．公式：F电＝k，k称为静电力常量． 4．静电力常量：k＝9.0×109_N·m2/C2. 1．思考判断 (1)体积很小的带电体都能看成点电荷．(×) (2)带电体之间的相互作用力与电荷量的多少有密切关系．(√) (3)带电体接触验电器的金属球时，使金属球和金属箔带异种电荷．(×) (4)带电体靠近验电器的金属球时，使金属球和金属箔带同种电荷．(×) (5)两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小．(×) (6)库仑定律可适用于任何两带电体之间的相互作用．(×) (7)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等．(√) 2．合作探究 (1)现实生活中是否存在点电荷？ 【提示】　不存在． (2)微观带电粒子之间既有库仑力又有万有引力且它们都与距离的二次方成反比，但我们为什么往往不计万有引力呢？ 【提示】　如氮原子中电子和原子核之间，分别求其万有引力和库仑力，结果库仑力是万有引力的1039倍，万有引力远小于库仑力，所以可以忽略不计. 点电荷、电荷量及其检验 1．点电荷 点电荷是没有大小和形状，且具有电荷量的理想化模型．实际并不存在，它只是为了研究问题方便而人为抽象出来的． 2．带电体视为点电荷的条件 带电体间的距离比它们自身尺度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以视 为点电荷．忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题起关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法． 一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定． 1．下列关于点电荷的说法中，正确的是(　　) A．点电荷就是体积足够小的电荷 B．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 C．体积大的带电体一定不能看成点电荷 D．当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷 D　[带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、带电荷量多少而论．只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷，故D正确．] 2．(多选)关于点电荷，以下说法正确的是(　　) A．足够小的电荷，就是点电荷 B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．点电荷是一种理想化的模型 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计 CD　[点电荷是一个抽象的物理模型，类似于质点模型，带电体的形状和大小对电学特征影响很小，以至于可以忽略时，该带电体可以看成点电荷，故C、D选项正确．] 3．关于点电荷，下列表述正确的是(　　) A．任何带电体都能看作点电荷 B．点电荷是实际带电体的理想化模型 C．只有带电量很小的带电体才能看作点电荷 D．只有质量很小的带电体才能看作点电荷 B　[带电体能否被看作点电荷，决定于带电体的大小、形状、电荷量分布等对所研究问题的影响是否可以忽略不计．并不是体积小的就可以视为点电荷，而体积大的就不能视为点电荷，在研究的问题里面，只要形状、体积等因素的影响可以忽略就可以视为点电荷，故选项B正确．] 理想模型法 突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，来简化研究的问题，是物理学中常用的研究方