第9章 2. 库仑定律(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

2. 库仑定律 第 1 课时　 库仑定律 目标体系构建 明确目标·梳理脉络 课程标准 　 　 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。 素养目标 物理观念 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。 科学思维 1. 通过抽象概括建立点电荷这种理想化模 型。 2. 进一步了解控制变量法在实验中的 作用。 科学态度 与责任 经历探究实验过程,得出电荷间作用力与电 荷量及电荷间距离的定性关系。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理·落实新知 知识点 1 电荷之间的作用力 　 　 1.库仑定律的内容: 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 正比　 ,与 它们的距离的二次方成 反比　 ,作用力的方向在它们 的 连线　 上。 2. 静电力:电荷间的相互作用力,也叫 库仑 力　 。 3.点电荷 (1)定义:把带电体看作 带电　 的点。 (2)条件:带电体的形状、 大小　 及电荷分布状 况对它们之间的作用力的影响可 忽略　 。 『判一判』 (1)两电荷的带电荷量越大,它们间的静电力就越 大。 ( × ) (2)两电荷的带电荷量一定时,电荷间的距离越小, 它们间的静电力就越大。 ( √ ) (3)很小的带电体就是点电荷。 ( × ) (4)两点电荷之间的作用力是相互的,其方向相反, 但电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大。 ( × ) (5)当两个电荷之间的距离 r→0 时,根据 F = k q1q2 r2 推出两电荷之间的库仑力 F→∞。 ( × ) (6)库仑力只存在点电荷之间。 ( × ) 知识点 2 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 距离 r　 的关系。 (2)根据两完全相同的金属球接 触后所带电荷量 相等　 ,改变小球带 电荷量,研究静电力 F 与小球带电荷量 q1、 q2 的 关系。 　 　 3.实验结论 (1 ) 力 F 与 距 离 r 的 二 次 方 成 反 比, 即 　 　 　 　 　 。 (2)力 F 与 q1 和 q2 的乘积成正比,即 F∝q1q2　 。 由此可得:F = 　 　 　 　 　 ,其中 k 叫作静电力常量,k =9.0 ×109 N·m2 / C2。 知识点 3 静电力计算 　 　 (1)两点电荷间的静电力直接应用 库仑定律　 计算。 (2)两个或两个以上点电荷对某一电荷的作用 力等于各个电荷单独对这个电荷的作用力的 矢量 和　 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 007 (3)两个点电荷间的作用力不会因第三个点电 荷的存在而 有所改变　 。 『选一选』 　 　 (2023·河北省唐县第一中学高二开学考试) 真空中有两个相同金属小球,可视为点电荷,带电荷 量分别为 + 4q 和 - 2q,固定在相距为 r 的两处,它们 间的库仑力大小为 F。 两者相互接触后再放回原 处,则此时两球间的库仑力大小为 ( A ) 　 　 A. 18 F　 　 B. 1 2 F　 　 C. F　 　 D. 9 8 F 『想一想』 　 　 用干燥的纤维布分别与两张薄塑料片摩擦一 下,然后将两张塑料片靠近发现它们相互排斥(如 图)。 通过此现象说明摩擦后的透明塑料片之间的 相互作用力不是万有引力,试叙述你的理由。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课内互动探究 细研深究·破疑解难 对点电荷的理解 探究􀈀 要 点 提 炼 　 　 1.点电荷是理想化的物理模型 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.带电体看成点电荷的条件 (1)一个带电体能否看成点电荷,要看它本身 的线度是否比它们之间的距离小得多。 即使是比较 大的带电体,只要它们之间的距离足够大,也可以视 为点电荷。 (2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能 看成点电荷,还与问题所要求的精度有关。 在