9.2库仑定律（一）学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2库仑定律（第一课时） 【学习目标】 1.知道库仑定律的内容及适用条件。 2.知道点电荷的概念，知道带电体看成点电荷的条件。 3.了解库仑扭秤实验。 4.理解库仑定律的表达式，并会计算点电荷间的静电力。 【学习任务】 任务1：探究影响电荷间相互作用力的因素 （1）实验现象：(如图所示) ①小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度 ． ②小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度 ． （2）实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ，随着距离的增大而 ． 例1、如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定( ) A． 两球都带正电 B． 两球都带负电 C． 大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D． 两球受到的静电力大小相等 任务2：库仑定律 1、库仑的实验 （1）实验装置：库仑扭秤(如图所示) （2）．实验过程 ①改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与________的关系。 ②根据两完全相同的金属球接触后所带电荷量________，多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为_________________，这样又可以得出电荷之间的作用力F与电荷量q1、q2的关系。 2、知识生成 （1）库仑力：电荷间的 ，也叫作静电力。 （2）点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小 ，以致带电体的 、 及 对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做 ． (3)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 ，与它们的距离的 成反比，作用力的方向在 ． ②公式：F＝k，其中k＝ N·m2/C2，叫做静电力常量． ③适用条件：a. ；b. ． 例2、关于点电荷的下列说法中正确的是（ ） A.点电荷就是体积很小的电荷 B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C.当带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这个带电体就能够看做点电荷 D.只要是球形带电体，不用考虑带电体的大小，都可以被看做是点电荷 注意： (1)计算两点电荷间库仑力时，电荷符号不必代入，只代入q1、q2的绝对值即可，电荷的电性只影响库仑力的方向。相互作用力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸定性判断。 (2)库仑定律也适用于一个电荷静止、另一个电荷运动的情况。例如，原子核外电子绕核运动时，核对电子的力同样遵循库仑定律。 (3)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。这个结论通常叫做静电力叠加原理。 (4)有人根据公式推出当r→0时F→∞,你认为正确吗,为什么? (5) 有人从计算质量分布均匀的球体之间的万有引力得到启发,认为均匀的带电金属球,不论距离远近都可以看作点电荷,可以将球心间距代入公式计算两球之间的库仑力,你认为正确吗?请分析原因。 例3.（多选）如右图所示，两个带电金属小球中心距离为r，带等量同种电荷Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是( ) A.若是同种电荷， B.若是异种电荷， C.若是同种电荷， D.不论是何种电荷， 小结：库仑定律的两个应用 (1)计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。 (2)分析两个带电球体间的库仑力。 ①两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，二者间的距离就是球心间的距离。 ②两个规则的带电金属球体相距比较近时，不能被看成点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。 【课堂小结】 1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上. 2、公式： ,k=9.0×109N·m2/C2 3、适用条件：（1） 真空 （2） 静止点电荷 4、点电荷：是一种理想模型，当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷 5、静电力的叠加原理：某点电荷受到的作用力等于其他点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 【巩固提升】 1、下列关于点电荷的说法正确的是（　 　） A．任何带电体都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷 B．球状带电体一定可以看成点电荷 C．点电荷就