第1章 第2节 探究静电力-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第二节　探究静电力 [学习目标]　1.[物理观念]了解点电荷，知道实际带电体简化为点电荷的条件．(重点)　2.[科学探究]了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的实验过程．　3.[科学思维]理解库仑定律的内容、公式及适用条件．(重点)　4.[科学思维]会用库仑定律进行有关的计算．(难点)　5.[科学探究]了解库仑扭秤实验． 一、点电荷 1．点电荷：物理上把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷． 2．点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际不存在(选填“存在”或“不存在”). 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因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想模型，从而使问题的处理大为简化． 二、库仑定律 1．基本方法：控制变量法． (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力减小；距离减小，作用力增大． (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力增大；电荷量减小，作用力减小． 2．库仑定律 (1)内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． (2)公式：F＝k，k叫静电力常量，数值k＝9.0×109N·m2/C2． (3)适用条件：①真空中；②点电荷． 1．正误判断 (1)体积很小的带电体都能看做点电荷． (×) (2)库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体． (×) (3)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． (√) (4)库仑定律是库仑在前人工作的基础上通过实验总结出来的规律． (√) 2．关于点电荷，下列说法中正确的是(　　) A．点电荷就是体积小的带电体 B．球形带电体一定可以视为点电荷 C．带电少的带电体一定可以视为点电荷 D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷 D　[点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不能理解为电荷量很少的带电体．同一带电体，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究它与离它很远的电荷间的作用力时，就可以看作点电荷．带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，故D正确，A、B、C错误．] 3．(多选)对于库仑定律，下列说法正确的是(　　) A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，都可以使用公式F＝k B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律 C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量 AC　[库仑定律适用于真空中的两个点电荷，当两个带电小球离得非常远时，可以看成点电荷来处理，而非常近时带电体的电荷分布会发生变化，不再均匀，故不能用库仑定律来解题．两点电荷间的力是作用力和反作用力．所以A、C正确．] 点电荷 1．点电荷是物理模型 只有电荷量，没有大小、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，以至于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、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷． 3．元电荷与点电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位． (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍． 【例1】　关于点电荷，下列说法正确的是(　　) A．体积小的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 B．所有的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 C．带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷 D．通常把带电小球看成点电荷，带电小球靠得很近时，它们之间的作用力为无限大 C　[电荷的形状、体积对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以体积很大的带电体也有可能看成是点电荷，体积小的带电体有时不能看作点电荷，所以A错误；电荷的形状、体积对分析问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是所有带电体都能看作点电荷，所以B错误；带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷，所以C正确；通常把带电小球看成点电荷，带电小球靠得很近时，库仑定律不再适用，所以D错误．] 点电荷只具有相对意义 一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定． 1．(多选)关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是(　　)