9.2 库仑定律 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2库仑定律导学案 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． 教材梳理： 一、电荷之间的作用力 1．实验探究：利用如图所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素． 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________． 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____________，以致带电体的__________、________及__________________对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作__________． (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________，与它们的距离的__________成反比，作用力的方向在_____________ ___．这个规律叫作库仑定律．这种电荷之间的相互作用力叫作____________或____________． ②公式：F＝____________________________，其中k＝________ N·m2/C2，叫作静电力常量． ③适用条件：a.____________；b.____________. 二、库仑的实验 1．库仑扭秤实验是通过悬丝________________比较静电力F大小的．实验结果发现静电力F与距离r的____________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________________的金属小球，一个带电，一个不带电，互相接触后，电荷量________的方法，发现F与q1和q2的________成正比． 三、静电力计算 1．微观带电粒子间的万有引力____________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____________． 探究梳理： 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　下列对点电荷的理解正确的是(　　) A．体积很大的带电体都不能看作点电荷 B．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 C．只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷 D．当两个带电体的形状和大小对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷 针对训练1　关于元电荷和点电荷的说法正确的是(　　) A．元电荷就是点电荷 B．质子就是元电荷 C．点电荷一定是电荷量很小的电荷 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 二、库仑定律的理解和应用 导学探究： 如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带等量正电荷的相同的小球，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？ 知识深化： 1．库仑定律的理解 (1)公式：F＝k (2)适用条件 ①真空中的静止点电荷 ②均匀带电球体 注意：r→0时，带电体不能看成点电荷，库仑定律不再适用． 2．库仑力 (1)利用库仑定律计算库仑力大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可． (2)利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断方向． (3)两个点电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力． 3．两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时必须考虑电荷在球上的实际分布．若带同种电荷时，如图(a)，由于排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于r，此时F<k；若带异种电荷时，如图(b)，由于吸引，电荷分布于最近的两侧，电荷中心距离小于r，此时F>k. 例2　(多选)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，体积很大的带电体都不能看作点电荷 B．根据库仑定律，当两个带电体间的距离r→0时，库仑力将趋向无穷大 C．库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比的定律 D．静电力常量k的值为9.0×109 N·m2/C2 例3　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，Q所受的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，则Q所受的静电力为(　　) A．－ B. C．－F