第9章 9.2 库仑定律（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案围绕库仑定律展开，核心知识点包括点电荷模型、库仑实验探究及定律计算。课堂通过带正电小球在不同位置的受力观察实验导入，引导学生猜想静电力影响因素，搭建从生活现象到模型建构再到实验验证的学习支架。 资料以科学探究为主线，通过问题讨论和实验设计培养科学思维（模型建构、控制变量法），结合典例与教材改编题强化物理观念（平方反比定律），易错提醒帮助学生深化理解，提升解决实际问题的能力，符合新课标核心素养要求。

2 库仑定律 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 1、 点电荷模型 2、 库仑实验的探究 3、 库仑定律的计算 1. 能提取信息并加工判断，在特定实际情境中，带电体能否抽象为点电荷，具备信息获取能力。 2. 能够体会出建构物理模型的思维方式，具备建模能力； 3. 知道平方反比定律在自然界存在的合理性、普遍性，具备批判和创新思维。 4. 理解体会应用库仑扭秤实验的巧妙之处，学会应用物理定律解决问题。 1. 建立观念，以物理学视角说明如何建立点电荷的科学概念，以物理学视角得出电荷间的平方反比定律即库仑定律； 2. 通过物理学史追踪和思维探究过程深度理解库仑扭秤实验的精妙之处； 3.辩证理解点电荷模型的条件，进而应用该模型处理物理问题。 4.树立具体问题具体分析的科学态度，体会新规律的建立方法 重点及难点 1深度理解点电荷模型；抽象为点电荷的条件； 2体会库仑扭秤实验设计的巧妙之处。 题型及难度 选择题计算题皆有， 难度中等。 【本课时主要内容】 基于生活猜想 静电力大小的 影响因素 【答案】点电荷　控制变量　平方反比 探究1　静电荷之间的作用力 【问题导入】 小实验1：如图所示，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球挂在P1点位置，请观察分析猜想： 【思考与讨论】 1．请观察小球位置的变化，猜想小球受到静电力大小与方向与哪些物理量相关？ 2. 若小球带负电，小球位置的变化又如何？ 3. 若控制其他条件不变，将同一个正电荷，分别放置在P1、P2、P3，请猜想细绳张角将如何变化，请操作验证你的猜想。 4. 若将小球控制在同一位置，增加或减小小球的电荷量，作用力又将怎样变化，请操作实验验证。 5. 基于第4问，应该将带点小球看作一个没有大小的带电荷，请思考说明在什么情境下，可以将小球看作没有大小忽略形状只是带电的点？ 6. 根据以上猜想电荷之间作用力的大小与哪些因素有关，类比万有引力定律公式，请猜想静电力大小的公式？ 典例1 如图所示,一带正电的物体位于M处,用绝缘丝线系上带等量正电荷的小球,分别挂在P1、P2、P3的位置,可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同.关于此实验得出的结论,下列说法正确的是 (　　) A. 此实验采用了等效替代的方法 B. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关 C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电荷量有关 D. 电荷之间作用力大小与丝线的长度有关,与两电荷的性质也有关 必备知识 影响静电力大小的因素,控制变量法. 关键能力　 【答案】B 【解题思路】 对标训练1(教材改编题) 真空中有两个半径为r的相同的金属小球,带电荷量分别为+3q和-q,固定在球心相距为3r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,则两球间的库仑力大小 (　　) A. 小于 F B. 等于 F B. 等于 F D. 等于 3F 【答案】A 【解题思路】 易错提醒 类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用,但是类比不是严格的推理,它需要实验的检验. 探究2　库仑扭秤实验的追踪探究 【问题导入】 小实验2：如图所示为当两带电体为同种电荷时的库仑扭秤实验装置，（B不带电，A、C带同种电荷），1845法国物理学家库仑发明创造的实验。 【思考与讨论】 1. 请猜想静电力大小与哪些物理量有关系？静电力大小的表达式如何？请说出你猜想的理由。 2. 图中采用什么方法研究静电力F与电量q1、q2与电荷间距r之间的关系？ 3. 如何控制间距不变，改变小球的电荷量？ 4. 如何控制电荷量不变，改变小球的间距r,测出作用力F与r间的关系？ 5. 如若两带电体为异种电荷时又该怎样设计来验证平方反比定律呢？ 典例2(教材改编题)当两带电体为同种电荷时的库仑扭秤实验装置如图所示,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个小球A,另一端通过小球B使绝缘棒平衡.把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触小球A,从而使小球A、C带同种电荷.将小球A、C分开,再使小球C靠近小球A,小球A和小球C之间的作用力使小球A远离.扭转悬丝,使小球A回到初始位置并静止,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小,进而可以找出电荷之间的作用力F与距离r和电荷量的关系.关于本实验,下列说法正确的是 (　　) A. 小球B起到平衡作用,带电荷量与小球A相同 B. 库仑本着严肃的科学态度,用仪器准确地测出了每一个小球的带电荷量 C. 小球A与小球B之间的作用力与他们之间的距离成反比 D. 小球C所带电荷量越大,悬丝扭转角度越大 必备知识 简单杠杆平衡条件,接触起电,感应起电. 关键能力　 【答案】D 【解题思路】 对标训练2 关于库仑定律的公式F=k,下列说法正确的是 (　　) A. 当真空中的点电荷相接触时,库仑力无穷大 B. 卡文迪什在实验室中测出了静电力常量k C. 当带电体为两个导体球(球半径相对于距离不可忽略)时,r指的是两球心间的距离 D. 相互作用的两个点电荷,虽然它们的电荷量不同,但是它们受到的库仑力大小相同 【答案】D 【解题思路】 易错提醒 理解半分法求解电量,金属丝扭转力与角度成正比,库仑定律成立条件:真空中,点电荷,静止. 探究3　静电力在静力学中应用 【问题导入】 问题情境：库仑力既有大小又有方向，是不同重力、弹力、摩擦力的另一种性质的力。 【思考与讨论】 1.请问：库仑力是矢量吗？它遵守平行四边形定则吗？ 2.库仑力遵守服从牛顿运动定律吗？ 3.应用库仑力求解力学问题时，其分析的思路和方法遵循力学的思路和方法吗？ 4.应用库仑力求解静力学问题时，共点力平衡和三力平衡问题方法还能使用吗？ 5.用库仑力求解力学中动态平衡问题时，求解转动平衡时，力学中的动态平衡、转动平衡方法还能使用吗？ 典例3 如图所示,三个点电荷a、b、c的电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3 ,三个点电荷在同一直线上,在静电力作用下均处于平衡状态,除静电力外不考虑其他作用力的作用,并且a、b之间距离r1小于b、c之间距离r2,则以下说法错误的是 (　　) 　典例3 A. a、c带同种电荷,且a、b带异种电荷 B. 电荷量q2 小于电荷量q1,小于电荷量q3 C. q1q3=q1q2+q2q3 D. =+ 必备知识 库仑定律,电荷的性质. 关键能力　 【答案】C 【解题思路】 　 1. 注意物理思维方法的灵活应用,例如假设判断法、定性分析法等等. 2. 分析静止物体的一般顺序: 对标训练3 (教材改编题)如图所示,在边长为L的正方形4个顶点上,分别固定4个电荷量大小均为q的点电荷A、B、C、D,其中A、C带正电,B、D带负电,则B受到其他三个电荷库仑力的合力大小是 (　　) 　对标训练3 A. 0 B. C. D. - 【答案】D 【解题思路】 易错提醒 库仑力与重力、弹力、摩擦力一样,可以使用平行四边形定则进行合成分解. 学科网（北京）股份有限公司 $