高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律教案

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库仑定律

一、精准讲解：

1.点电荷

当带电体间的距离比它们自身的形状大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布情况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷。

   对点电荷的正确理解：

（1）点电荷是理想化的物理模型

点电荷是物理学中为了研究问题方便而提出的一种理想化模型，它只是电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际并不存在。

（2）正确区分点电荷与元电荷

①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，是电荷量的最小单位，没有正、负之分。

    ②点电荷只考虑大小和形状的带电体，其带电荷量可以很大，也可以很小，但大小一定是元电荷的整数倍。

2. 库仑定律及库仑的实验

（1）实验探究

   电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？下面我们通过实验探究一下。

   把两个带同种电荷的相同小球挂在细线下端，可以看到两球在静电斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直方向角。

   观察到的现象：①电荷量不变时，两小球间的距离越大，角越小；距离越小，角越大。②在距离不变时，带电荷量越大，角越大。

   结论：①两球距离减小，角变大，说明作用力变大，因此两球间的作用力与距离有关。

②带电荷量增大，角变大，说明作用力增大，因此两球间的作用力与电荷量有关。

（2）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F的大小，跟它们的电荷量、的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

   ②表达式：，公式中k叫做静电力常量，.

   ③定律的适用范围：真空中两个静止的点电荷。

（3）库仑的实验

   ①实验装置：

   库仑做实验用的装置叫库仑扭秤。如右图所示，细悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。

   ②实验步骤：

   I、改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r的关系。

   II、改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与电荷量之间的关系。

   ③实验结论：

   I、力F与距离r的二次方成反比，即。

   II、力F与和的乘积成正比，即

所以或。

例．如图所示，真空中b、c、d主点将线段四等分，两带电小球（均可视为点电荷）分别固定在a、d两点处，一试探电荷放在b、e两点所受库仑力大小相等，两小球的电性和电荷量可能是（　BC　）

A．异种电荷，电荷量之比

B．异种电荷，电荷量之比。

C．同种电荷，电荷量之比

D．同种电荷，电荷量之比

二、重点、难点：

库仑定律

三、板书：

1.点电荷

2.库仑定律及库仑的实验

四、精准练习：

学习指导P4-P5

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弘毅笃行  致美致远

“一课一研精准教学”记录表

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理综组

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备课主题

库仑定律（2）

一、精准讲解：

1.库仑力

（1）库仑力也叫静电力，是“性质力”，不是“效果力”，它与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性。

（2）两个点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反，不要认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大。

（3）在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，在计算时可以先计算大小，再根据电荷电性判断方向。

2.对库仑定律的理解

（1）库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷相互作用的理想情况。有人根据推出当时，，从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析，这种看法时错误的。因为当时，两带电体已经不能看成点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用、不能成立了。

（2）库仑定律除了计算库仑力的大小，还可以判断库仑力的方向。

（3）只有采用国际单位制，k的数值才是。

（4）如果一个点电荷同时受到两个或者更多的点电荷的作用力，可以根据力的合成法则求合力。

3.库仑定律与万有引力定律的比较

例1．如图所示，两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是（　B　）

A．若是异种电荷，

B．若是同种电荷，

C．不论何种电荷，

D．不论是何种电荷，

例2．两个半径均为r的相同金属球，球心相距3r，分别带有电荷量－2Q和＋4Q，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，两小球间距离保持不变，则两小球间库仑力的大小（　B　）

A．等于F           B．小于F

C．大于F           D．无法确定

例3．氢原子由一个质子和一个电子组成。根据经典模型，电子绕核做圆周运动，轨道半径。已知质子的质量，电子的质量，万有引力常量。

（1）求电子受到质子的静电力和万有引力的大小

（2）库仑定律和万有引力定律的表达式有哪些相似之处？

（3）在研究微观物质的相互作用力时，在库仑定律和万有引力定律中，哪一种力可以被忽略呢？请说明理由。

（1），；（2）见解析；（3）见解析

4. 三个点电荷在同一直线上只受库仑力处于平衡状态的规律：

（1）三个点电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”或记为“两同夹一异”。

（2）三个点电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷中哪个的电荷量小，中间异性电荷就距离哪个近一些，或可记为“两大夹一小，近小远大”。

（3）如下图所示，三个点电荷电荷量满足。

二、重点、难点：

1.对库仑定律的理解

2.库仑定律与万有引力定律的比较

三、板书：

1.库仑力

2.对库伦定律的理解

3.库仑定律与万有引力定律的比较

四、精准练习：

学习指导P5-P7

参会教师签到

请假教师

弘毅笃行  致美致远