内容正文:
物理·必修第三册
教材梳理预新知
知识探究释疑惑
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随堂自测夯基础
第2节 库仑定律
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知识导图
学科素养
物理观念:知道点电荷的概念,知道库仑定律的内容、公式、适用条件
科学思维:能会用库仑定律进行熟练计算
科学探究:体会控制变量法探究库仑定律的过程
科学态度与责任:有学习和研究库仑定律的内在动机,研究中坚持实事求是,在探究合作中不断修正错误
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[知识梳理]
一、电荷之间的作用力
1.实验探究
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(1)带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角.
(2)在电荷量不变的情况下,小球离带电体越近,角度θ越 大 ,离带电体越远,角度θ越 小 .
(3)在距离不变的情况下,带电体电荷量越大,角度θ越 大 ,电荷量越小,角度θ越 小 .
(4)结论:影响两电荷之间相互作用力的因素: 距离 、 电荷量 .电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大,随带电体所带电荷量的增加而增大.
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2.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.
3.静电力:电荷之间的相互作用力,也叫库仑力.
4.点电荷:当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看作带电的点.点电荷是一种理想化模型.
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二、库仑的实验
1.实验装置
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2.实验步骤
(1)改变A和C之间的距离,记录每次扭丝扭转的角度,便可找出力F与距离r的关系.
(2)改变A和C的带电荷量,记录每次扭丝扭转的角度,便可找出力F与带电荷量q之间的关系.
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3.实验结论
(1)力F与距离r的二次方成 反比 ,F∝ .
(2)力F与电荷量q1和q2的乘积成 正比 ,F∝ q1q2 .
4.库仑定律表达式:F= keq \f(q1q2,r2) ,其中静电力常量 k= 9.0×109 N·m2 /C2.
三、静电力计算
1.两个点电荷间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变.
2.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的 矢量和 .
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基础自测
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比.( × )
(2)实验表明两个带电体的距离越大,作用力就越小.( √ )
(3)点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化模型.( √ )
(4)球形带电体一定可以看成点电荷.( × )
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2.在“研究电荷间作用力大小的影响因素”的实验中,将带电轻质小球B挂在铁架台上,小球B静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示.现增大小球B的电荷量后仍挂在原处,丝线与竖直方向的夹角将( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.先减小再增大
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解析:A [当增大小球B的电荷量时,电荷间的相互作用力增大,对B受力分析如图所示:
由平衡条件可知:tan θ=eq \f(F,mg),由于F增大,因此θ增大,A正确.]
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对点电荷的理解
[探究导入]
有人说“点电荷是指电荷量很小的带电体”,这种说法对吗?为什么?
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提示:不对.一个带电体能否看成点电荷,要看所研究的具体问题,而不是由物体的大