第2节　库仑定律-2022-2023学年高一物理同步精品备课教案（人教版2019必修第三册）

第2节　库仑定律(学案) 学习目标　 1.知道点电荷的概念. 2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件. 3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算. 一、电荷之间的作用力 1.实验探究：利用如图1所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素. 图1 实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小. 2.库仑定律 (1)点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、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，叫作点电荷. (2)库仑定律 ①内容：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.这个规律叫作库仑定律.这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力. ②公式：F＝k，其中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量. ③适用条件：a.在真空中；b.静止点电荷. 二、库仑的实验 1.库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比. 2.库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球，一个带电，一个不带电，互相接触后，电荷量平分的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比. 三、静电力计算 1.微观粒子间的万有引力远小于库仑力.在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略. 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. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、对点电荷的理解 1.点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在. 2.带电体能否看成点电荷视具体问题而定.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷. 例1 (多选)(2021春·海南三亚·校考期中)关于点电荷的说法正确的是(　　) A．点电荷的电荷量一定很小 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C．只有体积和电荷量都很小的带电体，才能看成点电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 针对训练1(2022秋·吉林·阶段练习)下列关于点电荷的说法中正确的是(　　) A．只有体积很小的带电体才能可以看作点电荷，体积很大的的带电体一定不可以看作点电荷 B．当两个带电体的形状和大小对于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 C．点电荷是一种理想化的物理模型 D．任何带电体都可以看作是电荷全部集中于球心的点电荷 二、库仑定律的理解和应用 导学探究　 如图2所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带等量正电的相同的小球，先后挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同.此实验得出的结论是什么？ 图2 例2 (2022春·湖南怀化·学业考试)关于库仑定律，下列说法正确的是(　　) A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B．根据，当两个带电体间的距离趋近于零时库仑力将趋向无穷大 C．带电荷量分别为和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍 D．库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷 针对训练2 (2020·统考课时练习)关于对库仑定律的理解和应用，以下说法正确的是(　　) A．两个点电荷的电荷量分别为和，它们之间的距离为r，则当两个点电荷带同种电荷时，它们之间的库仑力，带异种电荷时 B．两个点电荷的电荷量分别是和，相距r，在它们之间放一厚度略小于r的玻璃板，则它们之间的库仑力为 C．真空中一个固定的点电荷A，电荷量为，另有一个电荷量为的点电荷B以A为圆心，做半径为r的匀速圆周运动，则它们之间的库仑力为 D．根据知，当两个带电体之间的距离r趋近于0时，它们之间的库仑力趋近于无穷大 例3 (2023秋·上海奉贤·校考期末)A、B、C三点在同一直线上，AB:BC=1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为(      ) A．-F/2 B．F/2 C．-F D．F 针对训练3 (2022秋·陕西安康·统考期中)两个分别带有电荷量－Q和+7Q的相同金属小球A、B(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间的库仑力大小为F。用一带绝缘柄的不带电的并且与A、B完全相同的金属球C与A、B反复足够多次接触，最后移去C，则两球间库仑力的大小为(　　) A． B． C． D． 三、静电力的叠加 导学探究　 如图