9.2 库仑定律 导学案 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案聚焦第九章“静电场及其应用”中的9.2库仑定律，引导学生掌握定律内容、适用条件及点电荷理想模型，通过实验现象分析电荷间作用力与电荷量、距离的关系，衔接静电现象前期知识，为电场强度学习搭建支架。 以核心素养为导向，科学探究环节通过演示实验培养观察归纳能力，科学思维上强调理想化模型建构（点电荷类比质点），物理观念部分明确定律适用条件。典例涵盖平衡问题、受力分析等，助力学生深化理解，提升知识应用能力。

高二年级物理 第九章 静电场及其应用　自学探究学案 学习内容：9.2 库仑定律 主备: 闲云 时间 ： 月 日 班 级 姓名 学习目标-核心素养 物理观念：①掌握库仑定律的内容及适用条件 ②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。 ③了解库仑扭秤实验。 科学思维：渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力 科学探究：通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系。 科学态度与责任：通过静电现象的演示，激发学生的好奇心，激发学生的求知欲。 自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗） 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电量q不变，距离越近，夹角α越 。 ②间距r不变，电荷量越大，夹角α越 。 思考：已知小球的质量为m,摆角为，小球受到的排斥力？ (2)实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ，随着距离的增大而 。 2.英国科学家卡文迪许和普里斯特利对电荷之间的相互作用规律的猜想： （1）他们确信电荷之间的相互作用力遵从 （2）它们为何提出了上述的猜想？ 3.库仑定律 （1）内容：真空中两个静止 之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 ，与它们的距离的二次方成 ，作用力的方向在 上。 （2）公式： ， （其中静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2） （3）适用条件： ①适用于真空、静止、点电荷； ②可当成点电荷处理的两种情况： a.距离满足rR (R为球体球壳的半径)均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用,或球体球壳间的电荷作用，可把球体球壳的电荷集中到球心当点电荷处理。 b.带电体的尺度远小于两带电体之间的距离，带电体可看成点电荷处理。 4.点电荷 ①概念：当带电体间的距离比它们自身的大小＿＿＿得多， 以致带电体的＿＿＿＿＿、 ＿＿＿＿及电荷分布状况对电荷间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看做一个＿＿＿＿＿＿＿＿，叫做点电荷。 ②带电体看成点电荷的条件： 强调：点电荷与质点一样,是一种＿＿＿＿模型， 实际上并不＿＿＿＿。 二：库仑的实验——电荷间的相互作用定量分析 （1）．库仑扭秤构造（如图所示） 细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、 的小球B，旋钮（指针）、 . （2）. 库仑扭秤实验原理及技巧： 1. B球的作用是 2. 旋钮、刻度盘的作用是 3.装置怎么把微小的库仑力的作用效果放大？ 4.库仑怎么确定小球的电荷量？ 5.怎么比较电荷间库仑力的大小？ ①原理： ②表达式 ③j结论：库伦力与扭转的角度成 （3）．实验方法： 法 （4）结论：表达式 三、多个点电荷对一个点电荷的作用力; 等于各点电荷单独对这个点电荷作用力的 四、一个电荷连续发布的带电体对一个点电荷的作用力 把带电体分割成许许多多个小微元（点电荷），各小微元单独对点电荷作用力的 典例精讲 例1.同一直线上三个自由电荷的平衡问题 在真空中有两个相距的点电荷A和B，带电荷量分别为，。 （1）若A、B固定，在什么位置放入第三个点电荷，可使之处于平衡状态？平衡条件中对的电荷量及正负有无要求？ （2）若以上三个电荷皆可自由移动，要使它们都处于平衡状态，对的电荷量及电性有何要求？ 例2．如图所示，质量为m、带电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为，当小球A平衡时，悬线与竖直方向的夹角θ=30°，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B间库仑力大小 B．A、B间库仑力大小 C．细线拉力大小 D．细线拉力大小 例3.如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b，分别静止在竖直墙面和水平地面上，b球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，a球由于 缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中（　　） A．地面对b的支持力变小 B．竖直挡板对b的支持力变小 C．a、b间的作用力变大 D．以上说法均不正确 例4.如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的小球A、B，带异种电荷。有方向水平向右，大小为F的力作用在B上，当A、B间的距离为L时，两小球可保持相对静止。若改用方向水平向左，大小为F的力作用在A上，两小球仍能保持相对静止，则此时A、B间的距离为（　　） A． B．L C． D． 9.2 库仑定律导学案答案 自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗） 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电量q不变，距离越近，夹角α越 小 。 ②间距r不变，电荷量越大，夹角α越 大 。 思考：已知小球的质量为m,摆角为，小球受到的排斥力？ F=mgtanα (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.英国科学家卡文迪许和普里斯特利对电荷之间的相互作用规律的猜想： （1）他们确信电荷之间的相互作用力遵从 平方反比规律 （2）它们为何提出了上述的猜想？ 受万有引力定律的影响 3.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，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）公式：F=k， （其中静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2） （3）适用条件： ①适用于真空、静止、点电荷； ②可当成点电荷处理的两种情况： a.距离满足rR (R为球体球壳的半径)均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用,或球体球壳间的电荷作用，可把球体球壳的电荷集中到球心当点电荷处理。 b.带电体的尺度远小于两带电体之间的距离，带电体可看成点电荷处理。 4.点电荷 ①概念：当带电体间的距离比它们自身的大小＿＿大＿得多， 以致带电体的＿＿大小＿＿＿、 ＿＿形状＿＿及电荷分布状况对电荷间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看做一个＿＿＿＿带电的点＿＿＿＿，叫做点电荷。 ②带电体看成点电荷的条件： 大小、形状、电荷分布的影响可以忽略 强调：点电荷与质点一样,是一种＿理想＿＿＿模型， 实际上并不＿存在＿＿＿。 二：库仑的实验——电荷间的相互作用定量分析 （1）．库仑扭秤构造（如图所示） 细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、 平衡 的小球B，旋钮（指针）、 刻度盘与指针 . （2）. 库仑扭秤实验原理及技巧： 1. B球的作用是 平衡A球 2. 旋钮、刻度盘的作用是 测细银丝扭转的角度 3.装置怎么把微小的库仑力的作用效果放大？ 光放大原理 4.库仑怎么确定小球的电荷量？ 用不带电的小球接触带电小球电量平分的原理，从而知道两带电小球上的电量倍数关系 5.怎么比较电荷间库仑力的大小？ ①原理： 通过细银丝扭转的角度大小比较 ②表达式 F=k，θ ③结论：库仑力与扭转的角度成 正比 （3）．实验方法： 杠杆平衡 法 （4）结论：表达式 F=k 三、多个点电荷对一个点电荷的作用力; 等于各点电荷单独对这个点电荷作用力的 合力 四、一个电荷连续发布的带电体对一个点电荷的作用力 把带电体分割成许许多多个小微元（点电荷），各小微元单独对点电荷作用力的 合力 典例精讲 例1.（1）在两电荷连线q1一侧的延长线上距q1的距离 r处，对的电荷量及正负无要求 （2）在两电荷连线q1一侧的延长线上距q1的距离 r处，为正电荷，= 例2．A 例3.C 例4.C 2 学科网（北京）股份有限公司 $