第九章 2.库仑定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

2．库仑定律 　　　　第九章　 静电场及其应用 学科 知识 1.点电荷模型 2.探究影响电荷间相互作用力的因素 3.库仑定律及其应用 4.静电力的叠加原理 学科 能力 1.明确点电荷是个理想化模型，知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想化模型的物理意义 2.知道库仑定律的文字表述及其公式，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 3.会用库仑定律进行有关问题的分析与计算 学科 素养 1.物理观念：初步形成点电荷的概念 2.科学思维：能应用库仑定律进行熟练计算 3.科学探究：体会控制变量法探究库仑定律的过程 4.科学态度与责任：有学习和研究库仑定律的内在动机，研究中要实事求是，在探究合作中不断修正错误 学习目标 内 容 索 引 知识点二　静电力计算 知识点一　电荷之间的作用力　库仑的实验 素养培优专栏　非点电荷间的库仑力问题 课时精练 随堂演练 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 知识点一　电荷之间的作用力 库仑的实验 索引 1．探究影响电荷之间相互作用力的因素 (1)实验现象：(如图甲所示) 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______，随着距离增大而______。 基础梳理 越小 越大 增大 减小 2．电荷之间的作用力 (1)点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小_________，以致带电体的______、______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____________，叫作点电荷。 (2)库仑定律 ①内容：______中两个______点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的______成正比，与它们的距离的_________成反比，作用力的方向在它们的_________。 ②表达式：F＝_____，其中k叫作静电力常量，k＝____________ N·m2/C2。 (3)静电力：静止点电荷之间的相互作用力，也叫作______力。 大得多 形状 大小 带电的点 真空 静止 乘积 二次方 连线上 9.0×109 库仑 3．库仑的实验 (1)实验装置：库仑扭秤(如图乙所示) (2)实验步骤 ①改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度， 便可找出力F与距离r的关系。 ②根据完全相同的金属小球接触后所带的电荷量相等，改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系。 (3)实验结论 ①力F与距离r的二次方成反比，即F∝ 。 ②力F与电荷量q1和q2的乘积成正比，即F∝q1q2。 1．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。( ) 2．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增大。 ( ) 3．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力。 ( ) 判断正误 √ × × 1．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由研究的具体问题决定，与自身的大小、形状和电荷量没有具体关系。 2．对库仑定律的理解 (1)库仑定律的适用条件：①真空；②静止点电荷。 这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。 核心归纳 (2)在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小；作用力方向的判断根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，作用力的方向沿两电荷连线方向。 (3)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反。 3．两个带电球体间的库仑力 (1)两个规则的均匀带电球体，也适用库仑定律，此时r为两球球心间的距离。 (2)两个规则的带电导体球相距比较近时，不能被看作点电荷，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。若带同种电荷时，如图(a)，由于排斥而距离变大，此时F< ；若带异种电荷时，如图(b)，由于吸引而距离变小，此时F> 。 例1　 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、电荷量多少来判断，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。 考向1　点电荷的理解 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