2018-2019学年鲁科版高中物理选修3-1（课件+教师用书+学业分层测评）：第1章 第2节　静电力　库仑定律 (3份打包)

第2节　静电力　库仑定律 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1．知道点电荷的概念，了解理想化模型．(重点、难点) 2．理解库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电力常量．(重点) 3．了解库仑扭秤实验． 4．能区分静电力与万有引力. [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、静电力与点电荷模型 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、两者间的距离等． 2．点电荷 (1)定义：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫作点电荷． (2)特点：只有电荷量，没有大小的几何点． 二、库仑定律 1．内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线．同种电荷相斥，异种电荷相吸． 2．表达式：F＝k，其中k为静电力常量．如果各物理量都采用国际单位制，则k＝9.0×109 N·m2/C2. 3．库仑定律的适用条件：真空中的点电荷． 4．静电力的叠加原理：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． 三、静电力与万有引力的比较 万有引力定律 F＝G 库仑定律 F＝k 不 同 点 描述对象 两质点间的力 两点电荷间的力 力的性质 只有引力 引力或斥力 产生原因 物体有质量 物体带电 相 同 点 公式的 形式 都与距离的二次方成反比，与质量或电荷量的乘积成正比 力的方向 力的方向均在相互作用物体的连线上 [基础自测] 1．思考判断 (1)体积很小的带电体都能看成点电荷．(×) (2)体积很大的带电体一定不能看成点电荷．(×) [提示]　(1)、(2)带电体能否看成点电荷不是依据带电体的大小和带电量的多少，而是看带电体对研究问题的影响能否忽略不计． (3)点电荷是一种理想模型．(√) (4)库仑力的大小与电性没有关系．(√) (5)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．(√) (6)两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律计算库仑力的大小．(×) [提示]　两带电球相距较近时，电荷的分布会受到影响，故不能应用库仑定律计算． (7)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．(√) (8)库仑定律是科学家借助类比的方法发现的重要规律．(√) 2．(多选)关于库仑定律的公式F＝k，下列说法中正确的是(　　) 【导学号：46242010】 A．当真空中两个电荷间的距离r→∞时，它们间的静电力F→0 B．当真空中两个电荷间的距离r→0时，它们间的静电力F→∞ C．当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了 D．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了 AD　[库仑定律公式适用于真空中的点电荷，当r→∞时，它们间的静电力F→0；当两电荷间的距离r→0时，电荷不能看成点电荷，库仑定律的公式就不适用了．故选项A、D正确．] 3．两个相同的金属小球(可看作点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们之间的库仑力是原来的(　　) A．7　　　　　　　　 B． C． D． D　[若两球原来所带电荷量分别为Q和7Q，先接触再分开后电荷量均为4Q，根据库仑定律的公式F＝k，故D正确．]知，它们之间的库仑力是原来的 对点电荷的理解，下列说法正确的是(　　) A．点电荷就是电荷量很小的带电体 B．点电荷就是体积很小的带电体 C．体积大的带电体肯定不能看成点电荷 D．如果带电体本身的大小和形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略，那么带电体可视为点电荷 D　[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、大小和电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略，带电体就可视为点电荷．带电体能否看作点电荷与带电体所带电荷量、形状无必然联系，A、B、C错误，D正确．] [合 作 探 究·攻 重 难] 点电荷的理解 1.点电荷模型特点 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的几何点，是一个理想化模型，类似于力学中的质点，实际上并不存在． 2．带电体看作点电荷的条件 (1)带电体能否看作点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多．即使是两个比较大的带电体，只要它们之间的距离足够大，也可以视为点电荷． (2)带电体能否看作点电荷是相对于具体问题而言的，只要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，带电体就可视为点电荷． 例如，一个半径为10 cm的带电圆