第1章 第2节 库仑定律 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

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。 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，该带电体的形状、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。 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增大，随它们之间距离的增大而减小。 (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。　　 二、库仑定律 1．内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 2．表达式：F＝k，式中k是静电力常量，k的数值是9.0×109_N·m2/C2。 3．静电力：电荷之间的相互作用力，也叫库仑力。 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矢量和。 (3)库仑定律的应用条件 ①均匀分布电荷的介质球。 ②两个带电的导体球，满足二者间的距离远大于球的直径。,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。(×) 3.如图所示仪器叫作库仑扭秤，法国科学家库仑用此装置找到了电荷间相互作用的规律，装置中A、C为带电金属球，两球间静电力大小为F，B为不带电的平衡小球。现将C球电荷量减半，扭转悬丝使A回到初始位置，则A、C两球间的静电力变为多大？ 提示：。 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：选BC　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