第9章 第2节 库仑定律（课件+课时作业）-新教材高中物理必修第三册【优化指导】人教版

第2节　库仑定律 [核心素养] [学习目标][来源:Zxxk.Com] 1.物理观念：点电荷、库仑定律、静电力常量． 2．科学探究：库仑实验． 3．科学思维：静电力的计算和应用. 1.知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想模型在科学研究中的作用． 2．知道库仑定律的内容及其公式，理解库仑定律描述的客观规律和适用条件． 3．了解库仑扭秤实验，知道静电力常量． 4．通过对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统一性． 一、电荷之间的作用力 1．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 2．静电力：电荷间的相互作用力． 3．点电荷 (1)带电体间的距离远大于它们自身的大小． (2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对带电体间的距离的影响可以忽略． 二、库仑的实验 1．实验装置：库仑扭秤． 2．实验结论：通过实验得出库仑定律的公式为：F＝k． 3．静电力常量：公式中的k叫作静电力常量，在国际单位制中，k＝9.0×109 N·m2/C2． 三、静电力计算[来源:学+科+网] 1．电荷量的单位：库仑．库仑是一个非常大的单位． 2．微观粒子间的万有引力远小于库仑力． 3．两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和． 1．判断正误． (1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看作点电荷．(×) (2)点电荷就是元电荷．(×) (3)电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷间距离的增大而减小．(√) (4)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时．可将这两个带电体看成点电荷．(√) (5)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力．(×) 2．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的 B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C．大的带电体一定不能看成点电荷 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 AD　[点电荷是理想模型，带电体能否看成点电荷，不决定于带电体的大小，而是看它的形状、大小是否可以忽略不计，故A、D正确．] 3．如图所示，两个带电球，大球所带的电荷量大于小球所带的电荷量，可以肯定(　　) A．两球都带正电 B．两球都带负电 C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D．两球受到的静电力大小相等 D　[两个带电体之间存在着排斥力，故两球带同号电荷，可能都带正电，也可能都带负电，故A、B项错误；静电力遵循牛顿第三定律，两球受到的静电力大小相等，故C项错误，D项正确．] 探究点一　库仑定律的理解 实验：如图所示，O是一带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置．利用此装置探究影响电荷间相互作用力的因素． (1)在本实验中，电荷间相互作用力的大小与悬线偏离竖直方向的夹角大小有什么关系？ 提示　悬线偏离竖直方向的夹角越大，说明二者的相互作用力越大；反之则越小． (2)在电荷量不变的情况下，探究电荷间作用力与电荷间距离的关系时，怎样操作？实验结论是什么？ 提示　把一带正电的球O放在实验台上，用丝线悬挂一带正电的小球B于铁架台上．移动球O，观察悬线偏离竖直方向的夹角随O、B间距离的变化而变化的情况． 实验结论：两电荷之间的作用力随它们之间距离的增大而减小，随距离的减小而增大． (3)在电荷间距离不变的情况下，探究电荷间作用力与电荷量的关系时，怎样操作？实验结论是什么？ 提示　保持电荷间距离不变，分别用带不同电荷量的小球O做实验，观察小球B的悬线偏离竖直方向的角度随球O电荷量的变化而变化的情况． 实验结论：两电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小． 1．对库仑定律的理解 (1)真空中两个点电荷间的一对静电力是一对相互作用力，满足牛顿第三定律． (2)k：静电力常量．k＝9.0×109N·m2/C2，其大小是由实验测定的，其单位是由公式中的F、q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，F、q、r的单位必须分别是N、C、m． (3)在应用公式F＝k计算库仑力时，若已知q1和q2所带电荷的正负，一般只将q1、q2的绝对值代入公式，算出F的大小，其方向则按“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”来判定． 2．对点电荷的理解 (1)带电体能看作点电荷的条件：带电体之间的距离远大于带电体的大小，与单个带电体的大小无直接关系． (2)点电荷是一种理想化模型，类似于力学中的质点，带电体的尺寸不一定很小，视具体情况而定，同一个带电体有时可以看成点电荷，有时则不能看成点电荷． 　甲、乙两导体球，甲球带有＋4.8×10－