第9章 第2节 库仑定律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第2节　库仑定律 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 　　明确点电荷是个理想模型。知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想模型的重要意义。 　　理解库仑定律的内容、公式，会用库仑定律进行相关的计算。 　　了解库仑扭秤，领会研究电荷间相互作用规律的物理思想方法。 　　对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高学习物理的兴趣。 [对应学生用书P6] 1．(实验探究)如图所示，一个带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的相同的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，当小球静止时发现丝线与竖直方向的夹角θ1>θ2>θ3，由此猜想影响电荷间的作用力的因素。判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷。(√) (2)探究电荷之间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法。(√) (3)两点电荷所带的电荷量越大，它们间的静电力就越大。(×) (4)两点电荷所带的电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的静电力就越大。(√) 2．(教材拓展P6)类比思想： 类比是一种重要的物理思维方法。 类比思想是由已知两个(类)事物具有某些相似性质，从而推断它们在其他性质上也可能相似的推理思想(由特殊到特殊)。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一、电荷之间的作用力 1．探究影响电荷之间相互作用力的因素 (1)实验现象：(如图所示) ①小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小。 ②小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。 (2)实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 2．电荷之间的作用力 (3)静电力：静止点电荷之间的相互作用力，也叫作库仑力。 二、库仑的实验 1．库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤。 2．实验原理及过程 (1)库仑的实验是通过悬丝扭转的角度比较静电力F大小的。实验结果发现静电力F与距离r的二次方成反比，即F∝。 (2)库仑在实验中为研究F与q的关系，根据两个完全相同的金属小球互相接触后，总电荷量平均分配的方法，发现F与q1和q2的乘积成正比，即F∝q1q2。 3．实验结论 (1)静电力F＝k，式中k叫作静电力常量。 (2)当两个点电荷所带电荷为同种时，它们之间的作用力为斥力；反之，为异种时，它们之间的作用力为引力。 (3)在国际单位制中，静电力常量k＝9.0×109_N·m2/C2。 三、静电力计算 1．微观粒子间的万有引力远小于库仑力。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矢量和。 [对应学生用书P8] 探究点一___对点电荷的理解 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我国航天事业快速发展，到目前已成功发射了数百颗国产卫星。中国航天创建60余年来，取得了以“两弹一星”、载人航天、月球探测为代表的一系列辉煌成就。随着未来对重型火箭、无毒无污染中型火箭、低成本运输火箭等关键技术的不断攻关，中国进入宇宙空间的能力将进一步提升，探索浩瀚宇宙的脚步将越发轻快。如图所示，在航天器系统升空过程中，由于与大气摩擦产生了大量的静电。 [问题设计] (1)在研究“航天系统”与地球的静电力时，能否把“航天系统”看成点电荷？ (2)研究点电荷有什么意义？ 提示：(1)能。　(2)点电荷是理想化模型，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。 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 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。 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。 【例1】 下列关于点电荷的说法正确的是(　　　　　) A．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 D．一切带电体都可以看成是点电荷 C　解析：能否把一个带电体看成点电荷，关