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

第一章 第二节 库仑定律 【学习目标】 1、理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。 2、了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。 3、渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。 【重难点】 掌握库仑定律，并会利用库伦定律的公式进行有关计算。 1、 课前预习： 1．探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力________；距离减小时，作用力________． 2．探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系：保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力________；电荷量减小时，作用力________． 3．静电力：________间的相互作用力，也叫________．它的大小与带电体的________及________有关． 4．点电荷：自身的________________比相互之间的距离______________的带电体． 5．库仑定律：真空中的两个点电荷之间的相互作用力的大小，与它们电荷量的乘积成____________，与它们距离的二次方成________，作用力的方向在它们的________． 6．库仑定律的公式F＝________，式中k叫做静电力常量，k的数值是________． 二、知识要点 （一）点电荷 [问题情境] 1．点电荷是不是指带电荷量很小的带电体？是不是体积很小的带电体都可看做点电荷？ 2．点电荷与元点荷一样吗？ 答案 1.不是：一个物体能否被看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状而定。 2．(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． [要点提炼] 1．点电荷是只有电荷量，没有__大小______和___形状_____的理想化模型． 2．带电体看成点电荷的条件：当带电体间的___距离_____比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷。 （二）库仑定律 [问题情境] 1．什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？ 2．库仑定律及表达式与哪个定律相似？ 答案　1.电荷间的相互作用力叫做静电力，又叫库仑力；其大小由公式F＝计算；其方向根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理，在二者连线上确定.2.与万有引力定律的表达式相似． [要点提炼] 库仑定律的适用条件是：(1)______ 真空中____________；(2)________ 点电荷____________． [问题延伸] 有人根据F＝推出当r→0时，F→∞，正确吗？ 答案 从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的。因为当r→0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了． （三）库仑的实验 [问题情境] 库仑扭秤是如何把力的作用效果放大的，如何确定力F的大小？此实验是如何把带电金属球所带的电荷量均匀改变的？ 答案　利用“⊥”形架增大库仑力扭转悬丝的效果，根据扭转角度确定力F的大小．利用电荷平分原理，完全相同的两个带电体接触后分开：(1)同种电荷，电荷量平分；(2)异种电荷，先中和后平分. 三、典型例题 知识点一：点电荷 【例1】下列关于点电荷的说法中，正确的是(　　) A．体积大的带电体一定不是点电荷 B．当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷 C．点电荷就是体积足够小的电荷 D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 【例2】下列关于点电荷的说法正确的是(　　) A．点电荷可以是带电荷量很多的带电体 B．带电体体积很大时不能看成点电荷 C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C D．一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 知识点二：库仑定律 【例3】关于库仑定律，以下说法中正确的是(　　) A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体 B．库仑定律是实验定律 C．库仑定律仅适用于静止电荷间的相互作用 D．根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大 【例4】两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　 A．F＝k B．F＞k C．F＜k D．无法确定 【例5】相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为(　　) A. B．4F