鲁科版 (2019)必修 第三册电场与电场强度导学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册电场与电场强度导学案，共5页。
[学习目标] 1.知道点电荷的概念，明确带电体可以看作点电荷的条件(重点)。2.了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的实验过程。3.知道库仑定律的内容、公式和使用条件，学会利用库仑定律进行有关的计算(重点)。
一、点电荷
1．静电力：电荷间的________作用力。
2．点电荷
当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离____得多，以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可________时，这样的带电体称为____________。
3．实际带电体看作点电荷的条件
取决于研究的问题和精度要求。在测量精度要求范围内，带电体的________、______等因素可忽略，可视为点电荷。
4．点电荷是理想模型
任何带电体都有大小和形状，真正的点电荷是___________的。点电荷是一个______________。在中学物理中，如果未特别指出带电体的形状、大小等，通常都把此带电体视为点电荷。
(1)电荷量很小的带电体就是点电荷。( )
(2)一个电子，不论在何种情况下，都可以看成点电荷。( )
(3)只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷。( )
(4)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷。( )
二、两点电荷间的静电力
1．阅读课本的“实验与探究”，利用如图所示的装置探究影响电荷之间相互作用力的因素。
(1)探究电荷间作用力的大小与距离的关系
如图所示，把两个完全相同、带同种电荷的小球挂在等长绝缘细线下端，观察细线相对竖直方向的偏离角度(角度越大，静电力越大)。增大两细线悬点之间的距离，细线偏离角度将____________。
(2)探究电荷间作用力的大小与电荷量的关系
保持绝缘细线悬点位置不变，同时增加两小球的电荷量(如用带电棒同时接触两球)，细线偏离的角度将____________。
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.如图所示的实验装置为库仑扭秤。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所受的重力相等，使绝缘棒平衡，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，便可找到力F与距离r和电荷量q的关系。这一实验中用到了哪些方法？
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1．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，与它们的电荷量Q1、Q2的乘积成____________，与它们的距离r的二次方成____________；作用力的方向沿着它们的____________，同种电荷相互排斥，异种电荷相互____________。
(2)公式：F＝keq \f(Q1Q2,r2)，式中k＝____________________，称为静电力常量。
2．静电力叠加原理
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_________________________________。
若两个半径为R的带同种电荷球体，带电荷量均为Q，球心相距为r＝3R，则两球间的静电力是F＝keq \f(Q2,r2)，正确吗？为什么？
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例1 关于库仑定律，下列说法正确的是( )
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体
B．根据F＝keq \f(q1q2,r2)，当两个带电体间的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大
C．所带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍
D．库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
例2 (2023·泉州市德化第一中学高二开学考)大小相同的两个金属小球A、B带有同种电荷，A球所带电荷量是B球的4倍。将它们固定在两个绝缘支架上相隔一定距离时(此时A、B可视为点电荷)，两球间的库仑力大小为F。现在用另一个跟它们相同的不带电金属小球C，先后与A、B两个小球接触后再将C移到远处，这时A、B两球间的库仑力大小变为( )
A.eq \f(F,8) B.eq \f(F,4) C.eq \f(3F,8) D.eq \f(3F,4)
1．利用库仑定律计算库仑力大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。
2．利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断方向。
例3 如图所示，分别在A、B两点放置电荷量分别为Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2×10－14 C的点电荷。在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m，e＝1.6×10－19 C。如果有一电子静止放在C点处，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，则它所受的静电力的大小为__________ N，方向__________________。
例4 如图所示，在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个点电荷受到其他三个点电荷的静电力的合力是多少？(静电力常量为k)
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第2节 库仑定律
一、
1．相互
2．小 忽略 点电荷
3．形状 大小
4．不存在 理想模型
二、
1．(1)减小 (2)增大 增大 减小
2．微小量放大法和控制变量法。
梳理与总结
1．(1)正比 反比 连线 吸引 (2)9.0×109 N·m2/C2
2．矢量和
思考与讨论
不正确。两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时必须考虑电荷在球上的实际分布。如图，由于排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于r，此时F