1.2 库仑定律（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册配套教参（教科版）

集了－4.8×10－5 C的电荷，此人身上有多少个剩余电子？他的质量增加了多少？(电子质量me＝9.1×10－31kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C) 解析：每个电子电荷量为e＝1.6×10－19C，则－3.2×10－5 C的电荷量含有的电子个数为n＝＝2×1014(个)； 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5 C的电荷， 此人身上剩余电子的个数为n′＝＝3×1014(个)； 电子质量me＝9.1×10－31 kg，所以他的质量增加了m＝3×1014×9.1×10－31 kg＝2.73×10－16 kg。 答案：2×1014个　3×1014个　2.73×10－16 kg 13.如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q；现给大球A补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，经过反复足够多次接触后，小球的带电荷量为多少？ 解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知，此比例为(Q－q)∶q。经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B球带电荷量为q′，则有＝，解得q′＝。 答案： 2　库仑定律 新课程标准 学业质量目标 1.知道点电荷模型。 2.知道两个点电荷间相互作用的规律。 3.体会探究库仑定律过程中的科学思维方法。 合格性考试 1.知道点电荷的概念。(物理观念) 2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件。(物理观念) 选择性考试 1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型。(科学思维) 2.进一步了解控制变量法在实验中的作用。(科学探究) 3.经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系。(科学探究) 4.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。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第5页 一、探究影响点电荷电荷间相互作用力的因素 1．点电荷 (1)定义：可以抽象成一个几何点的带电体。 (2)特点 ①本身的大小比它到其他带电体的距离小很多。 ②研究它与其他带电体的相互作用力时，可以忽略带电体的形状、大小及电荷在带电体上的分布情况。 ③点电荷是一种理想化的物理模型，和力学中的质点模型一样，是一种科学的抽象模型。 (3)理想化模型：当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要矛盾，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想化模型，从而使问题的处理大为简化。 2．探究影响点电荷电荷间相互作用力的因素 (1)实验原理 ①轻质小球的偏角大小反映相互作用力的大小。 ②研究相互作用力与距离和电荷量的关系，要采用控制变量法。 (2)实验探究 使小球A、B带同种电荷且球心在同一水平线上。 ①让小球A靠近小球B，观察到小球B的偏角变大。 结论：q一定时，r越大，F越小；r越小，F越大。 ②保持A、B两球的距离不变，减小小球B的电荷量，观察到B的偏角变小。 结论：r一定时，q越小，F越小。 ③结论：带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间距离的增大而减小。 二、库仑定律及初步应用 1．内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 2．公式：F＝k。其中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量。 3．适用条件：(1)真空中；(2)静止的点电荷。 4．静电力的叠加：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。 授课提示：对应学生用书第6页 知识点一　对点电荷的理解 [情景探究]　(1)什么是点电荷？实际带电体看成点电荷的条件是什么？ 提示：点电荷是用来代替带电体的点，当带电体的形状、大小及电荷分布状况对作用力的影响可以忽略时，带电体可以看作点电荷。 (2)如图所示，两质量分布均匀，半径为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r。若计算两球之间的万有引力大小，可否将两金属球看作质点？若两球带等量异种电荷，分析两球之间静电力时，可否将两球看作点电荷？ 提示：计算两球之间的万有引力大小，可将两金属球看作质点；分析两球之间静电力时，不能将两球看作点电荷。 1．点电荷是物理模型：点电荷是只有电荷量，没有大小和形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 2．带电体看成点电荷的条件：如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要