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（鲁科版2019）

第2节　库仑定律(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 层级达标 1.知道点电荷模型。 2.知道两个点电荷间相互作用的规律。 3.体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。 学考 层级 1.形成初步的点电荷的观念，掌握抓住主要矛盾，简化问题，建立模型的方法。 2.理解库仑定律的含义，能够计算两点电荷间的静电力。 3.通过库仑扭秤实验，体会科学研究的一些共性与创新。 选考 层级 理解库仑定律的适用条件，会用库仑定律进行相关的计算。 一、点电荷 1．静电力 (1)定义：电荷间的相互作用力，也叫库仑力。 (2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、电荷量、电荷分布及二者之间的距离等。 2．点电荷 (1)当带电体本身的大小比它与其它带电体之间的距离小得多，以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可忽略时，这样的带电体称为点电荷。是一种理想化模型。 (2)一个实际的带电体能否视为点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于研究的问题和精度要求。即使是两个很大的带电体，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可忽略，也可视为点电荷。 　　 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、两点电荷间的静电力 1．实验探究：如图所示，通过实验可以看出，两电荷间的作用力与它们之间的距离和电荷量有关。 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F的大小，与它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 (2)表达式：库仑定律的公式F＝k，式中k是静电力常量，k的数值是9.0×109_N·m2/C2。 (3)静电力叠加原理：对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。, [微情境·大道理] 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的带电量很少，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。当带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略不计时，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，也不能只看它的带电量多少。 (2)点电荷是一种理想模型，它是不计形状和大小的带电体，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，使小球与带电物体处于等高位置。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：。 强化点(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？ (2)研究点电荷有什么意义？ 提示：(1)能。(2)建立理想模型，让我们在研究中抓住影响问题的关键因素，忽略一些次要因素。 [要点释解明] 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)点电荷是不考虑大小和形状的带电个体，其所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。 [题点全练清] 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