2017-2018学年高中物理（粤教版,选修3-1）同步课件+教师用书:第1章 第2节 探究静电力 （2份打包）

第二节　探究静电力 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解点电荷，知道实际带电体简化为点电荷的条件．(重点) 2．理解库仑定律的内容及公式．(重点、难点) 3．了解库仑扭秤实验. 　　　点 电 荷 1．点电荷：物理上把本身的大小比相互之间的距离小的多的带电体称点电荷． 2．点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际不存在(选填“存在”或“不存在”)． 1．体积很小的带电体都能看做点电荷．(×) 2．体积很大的带电体一定不能看做点电荷．(×) 3．点电荷是一种理想模型．(√) 点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？ 【提示】　不对，体积很小的带电体也不一定能看做点电荷． 如图1­2­1所示，两质量分布均匀，半径为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r. 图1­2­1 探讨1：若计算两球之间的万有引力大小，可否将两金属球看做质点？ 【提示】　可以．因两球的质量分布不受影响． 探讨2：若两球带等量异种电荷，分析两球之间静电力时，可否将两球看做点电荷？ 【提示】　不能．因两球电荷量的分布受到影响． 1．实际带电体能看做点电荷的条件 (1)一个带电体能否看成点电荷，要看它本身的线度是否比它们之间的距离小得多．即使是比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷． (2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能看成点电荷，还与问题所要求的精度有关．在测量精度要求的范围内，带电体的形状及大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以看成点电荷． 2．点电荷只有相对意义 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定． 1．关于点电荷，下列说法正确的是(　　) A．体积小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体 【解析】　点电荷不能理解为体积很小的电荷，也不能理解为电荷量很少的电荷．同一带电体，有时可以作为点电荷，有时则不能，如果研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究与离它较远的电荷间的作用力时，就可以看成点电荷，因此，一个带电体能否看成点电荷，要视具体情况而定． 【答案】　D 2．(多选)下列关于点电荷的说法，正确的是(　　) A．点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化的模型 B．带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略，那么可视为点电荷 C．球形带电体一定可以看做点电荷 D．很大的带电体也有可能看做点电荷 【解析】　点电荷和质点类似，也是为了研究问题方便引进的一种理想化模型，当带电体的形状、大小对它们的相互作用影响可忽略时，带电体可看做点电荷，选项A、B、D正确．若球形导体的电荷不是均匀分布或线度对所研究问题有影响时，则不能认为电荷集中于球心看成点电荷，C错误． 【答案】　ABD 3．下列哪些物体可以视为点电荷(　　) A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B．带电的球体一定能视为点电荷 C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷 D．带电的金属球一定不能视为点电荷 【解析】　带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，形状如何，也不是看它所带的电荷量有多少，故A、B、D错，C对． 【答案】　C 1．点电荷不同于元电荷：元电荷是一个电子或质子所带电荷量的绝对值，而点电荷与力学中质点相似，是在研究复杂问题时引入的一种理想化模型． 2．一个带电体能不能看成点电荷，并不是取决于带电体的绝对体积，而取决于自身大小和形状对所研究的问题有无影响． 库 仑 定 律 1．基本方法：控制变量法． (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力减小；距离减小时，作用力增大． (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力增大；电荷量减小，作用力减小． 2．库仑定律 (1)内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们间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，k叫静电力常量，数值k＝9.0×109N·m2/C2. 1．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体．(×) 2．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等．(√) 3．库仑定律是库仑在前人工作的基础上通过实验总结出来的规律．(√) 1．两带电小球间的距离r→0时，库仑力是否会无穷大？ 【提示】　当r→0时，两球不能看做点电荷，库仑定律不再适用，即r→0时F不为无穷大． 2．当两带电球相距较近时，公式F＝k不再适用，是否意味着两球间不存在库仑力的作用？ 【提示】