第2节 库仑定律 （课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版）

第2节　库仑定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道点电荷的概念。 (2)知道两个点电荷间相互作用的规律和静电力常量，了解库仑定律的内涵及其公式表达。 (3)形成静电力相互作用的概念。 (4)知道库仑扭秤实验并能提出相关问题。 科学思维 (1)能在熟悉情境中运用点电荷模型分析静电问题。 (2)能用库仑定律分析解决问题。 科学探究 探究点电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系，得出初步结论。 科学态度与责任 (1)了解理想化模型，体会理想化方法在科学探究中的作用。 (2)通过了解库仑扭秤实验，能体会科学探究的一些共性与创新，体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。 续表 一、探究影响点电荷之间相互作用力的因素 1．点电荷：当一个带电体本身的大小比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用力时，该带电体的_____、大小以及电荷在其上的分布状况均可忽略，可将它看作一个带电的点。 形状 2．实验探究 (1)实验装置(如图所示) (2)结论：带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而_____，随它们之间距离的增大而_____。 增大 减小 (1)点电荷是不考虑其形状和大小的带电体。 (2)点电荷不是元电荷。　　 乘积 平方 连线 9.0×109 N·m2/C2 库仑力 4．初步应用 (1)两个点电荷间的静电力用库仑定律直接计算。 (2)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________。 (3)库仑定律的应用条件 ①均匀分布电荷的______球。 ②两个带电的导体球，满足二者间的距离远大于球的_______。 矢量和 介质 直径 1.某次物理课上，甲、乙两位同学探讨点电荷的对话： 甲：“由于带电体A的体积很小，故它一定是点电荷。” 乙：“由于带电体B的带电量很小，故它一定是点电荷。” (1)甲、乙两位同学的观点，你认为谁的正确？为什么？ (2)那么什么是点电荷？现实中有点电荷吗？ 提示：(1)甲、乙同学的观点都不正确。当带电体的大小可以忽略不计时，该带电体就可以看作点电荷，一个带电体能否看作点电荷，不能只看它的体积大小，也不能看它的带电量多少。 (2)点电荷是一种理想模型，它是不计大小的带电体，现实中显然不存在。 2．如图，O是一带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。利用此装置探究影响电荷间相互作用力的因素。 请结合上图判断下列结论是否正确。 (1)悬线与竖直方向间夹角越大，物体与小球间的作用力越大。 ( ) (2)物体与小球间的距离越大，它们间的相互作用力越大。 ( ) (3)两带电物体间的静电力一定与它们之间的距离的平方成反比。 ( ) √ × × 新知学习(一)|对点电荷的理解 [任务驱动] 如图所示，火箭发射升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电。 (1)在研究发射升空后的火箭与地球的静电力时，能否把火箭看成点电荷？ 提示：能。 (2)研究点电荷有什么意义？ 提示：点电荷是理想化物理模型，实际中并不存在，是我们抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型。　　　　 [重点释解] 1．点电荷是理想化模型 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．带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷。 3．注意区分点电荷与元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值。 (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，但它一定是元电荷的整数倍。 [针对训练] 1．(多选)关于点电荷，下列说法中正确的是 (　 ) A．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 B．点电荷是一种理想化模型 C．点电荷的最小带电荷量等于元电荷 D．球形带电体都可以看作点电荷 解析：点电荷是一种理想化模型，实际中并不存在，B正确；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的大小和形状，而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，若可以忽略不计，则它就可以看作点电荷，否则就不能看作点电荷，A、D错误；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，C正确。 答案：BC　 2．对点电荷的理解，你认为正确的是 (　 ) A．体积很大的带电体不能看作点电荷 B．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 C．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看作点电荷 D．当两个带电体的形状对它们之间的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 解析：带电体能否看作点电荷