第一章 第二节 库仑定律（Word教师用书）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（粤教版2019）

第二节　库仑定律 课程内容要求 核心素养提炼 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想和方法 1.物理观念：明确点电荷是理想模型，知道带电体能看作点电荷的条件，知道库仑定律的文字表述及其公式表达 2．科学思维：渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力 3．科学探究：经历科学探究的过程，通过控制变量法探究实验，体验科学探究的思维方法，培养学生观察、分析的能力 4．科学态度与责任：通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性 [对应学生用书P6] 一、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得多． (2)研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况． (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因素，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． [思考] 如图，“嫦娥三号”月球探测器升空过程中与大气摩擦产生了大量的静电． (1)在研究“嫦娥三号”与地球的静电力时，能否把“嫦娥三号”看成点电荷？ (2)研究点电荷有什么意义？ 提示　(1)能　(2)点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是人们抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型，降低了研究问题的复杂性． 二、影响静电力的因素 1．实验装置 2．探究方法 控制变量法，即先控制电荷量不变，探究电荷之间作用力与距离的关系，再控制电荷间距离不变，探究电荷之间作用力与电荷量之间的关系． 3．探究过程 实验条件 实验现象 实验结果 电荷量一定 电荷间的距离越大，偏角越小 电荷之间的作用力随着距离的增大而减小 电荷间的 距离一定 电荷量越大，偏角越大 电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大 4.探究结果 (1)影响电荷间相互作用力的因素有两个：电荷量、电荷间的距离． (2)电荷间的相互作用力随电荷间距离的增大而减小，随电荷量的增大而增大． 三、库仑定律 1．内容：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量q1、q2的乘积成正比，与它们之间距离r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.其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫静电力常量． 3．适用条件：(1)真空中；(2)点电荷． [判断] (1)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．(√) (2)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．(√) [对应学生用书P8] 探究点一　点电荷模型 某次物理活动中，甲、乙两位同学探讨点电荷的对话如下： 甲：“由于带电体A的体积很小，故它一定是点电荷．” 乙：“由于带电体B的带电量很小，故它一定是点电荷．” (1)甲、乙两位同学的观点，你认为谁的正确？为什么？ (2)什么是点电荷？现实中有点电荷吗？ 提示　(1)甲、乙两位同学的观点都不正确，当带电体的大小、形状可以忽略不计时，该带电体就可以看作点电荷，一个带电体能否看作点电荷，不能只看它的体积大小，也不能只看它的带电量多少． (2)点电荷是一种理想化模型，它是不计大小的带电体，现实中显然不存在． 元电荷、点电荷与带电体的区别 元电荷 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 点电荷 理想化模型，是特殊的带电体，实际中并不存在．研究问题时不考虑大小和形状，只考虑所带电荷量．点电荷所带电荷量可以很大，也可以很小，但一定是元电荷的整数倍 带电体 有一定的体积和形状，带电体分为带电导体和带电绝缘体．如果受到其他电荷作用时，带电导体上的电荷由于静电感应一般会重新分布 下列关于点电荷的说法中正确的是(　　) A．体积很大的带电体一定不是点电荷 B．点电荷就是电荷量和体积都很小的带电体 C．当两个带电体的大小、形状对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看作点电荷 D．球形带电体一定可以看作点电荷 C　[点电荷是实际带电体的抽象，是一种理想化模型，带电体能否视为点电荷，不能以体积大小、电荷多少来判断，而是以具体情况而定，在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素可以忽略时，即可视为点电荷，C正确．] [训练1]　下面关于点电荷的说法中正确的是(　　) A．点电荷的带电量一定是1.60×10－19C B．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D．只有球形带电体才可看成是点电荷 C　[点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，点电荷的值可以等于元电荷，也可以是元电荷的整