2019-2020年高中物理 第一章 靜電場 1.2 庫侖定律學案新人教版選修3-1

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1、2019-2020年高中物理第一章靜電場1.2庫侖定律學案新人教版選修3-1【學習目標】1.掌握庫侖定律,要求知道點電荷的概念,理解庫侖定律的含義及其表達公式,知道靜電力常量。2.會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算。3.知道庫侖扭秤的實驗原理?！局R導學】1.探究實驗:實驗表明,電荷之間的作用力隨①電荷量的增大而增大,隨②電荷間距離的增大而減小。2.庫侖定律(1)內(nèi)容:真空中兩個靜止③點電荷之間的相互作用力,與它們的④電荷量的乘積成正比,與它們間的距離的⑤平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。(2)表達式

2、:F=⑥。公式中的k叫作靜電力常量,其數(shù)值是k=⑦9.0×109N·m2/C2。(3)適用條件:a.在⑧真空環(huán)境中;b.靜止的⑨點電荷之間的相互作用。3.點電荷當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的⑩形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時,這樣的帶電體就可以看作點電荷。點電荷是一種理想化模型,實際上并不存在。4.庫侖扭秤實驗(1)庫侖扭秤實驗是通過金屬絲扭轉(zhuǎn)角度比較靜電力F的大小的,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與距離r的平方成反比。(2)庫侖在實驗中為研究靜電力F與q的關(guān)系,由于

3、當時無法測量物體所帶電荷量,于是采用這樣的方法:用兩個相同的金屬小球,如果一個帶電(設(shè)電荷量為q),一個不帶電,相互接觸后它們所帶電荷量就均為,利用這兩個金屬小球進行實驗;讓一個小球的電荷全部轉(zhuǎn)移掉(即不帶電),再與另一個帶電小球接觸,它們所帶的電荷量就均為,利用這兩個金屬小球再進行實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜電力F與q1和q2的乘積成正比?！救包c”探究】主題1:探究影響電荷間相互作用力的因素(重點探究)閱讀教材中“演示”的內(nèi)容,回答下列問題。(1)在探究影響電荷間相互作用力因素的實驗中,電荷間相互作用力的大小與懸

4、線偏離豎直方向的夾角大小有什么關(guān)系?(2)在電荷量不變的情況下,探究電荷間作用力與電荷間距離的關(guān)系,應(yīng)怎樣操作實驗?結(jié)論是什么?(3)在電荷間距離不變的情況下,探究電荷間作用力與電荷量的關(guān)系,應(yīng)怎樣操作實驗?結(jié)論是什么?主題2:與庫侖一起探究閱讀教材中“庫侖的實驗”標題下的內(nèi)容,回答下列問題。(1)兩點電荷之間的作用力非常小,在當時沒有足夠精密的測量儀器的情況下,庫侖是如何實現(xiàn)測量的?(2)當時連電荷量的單位都沒有,庫侖是如何比較電荷的多少的?主題3:對庫侖定律的理解閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問題。(

5、1)什么是點電荷?現(xiàn)實中存在點電荷嗎?(2)有人根據(jù)公式F=k推出當r→0時F→∞,你認為正確嗎,為什么?(3)有人從計算質(zhì)量分布均勻的球體之間的萬有引力得到啟發(fā),認為均勻的帶電金屬球,不論距離遠近都可以看作點電荷,可以將球心間距代入公式F=k計算兩球之間的庫侖力,你認為正確嗎?請分析原因。【知識運用】1.下列關(guān)于點電荷的說法正確的是()。A.點電荷就是體積很小的帶電體B.形狀不規(guī)則的帶電體是不能被看作點電荷的C.只有電荷量很小的帶電體才能被看作點電荷D.公式F=k只能用來計算點電荷之間的庫侖力2.對于庫

6、侖定律的理解正確的是()。A.庫侖定律適用于真空中的點電荷B.當半徑為r的兩帶電小球相距為r時,可用庫侖定律計算它們間的靜電力C.在干燥空氣中的兩個點電荷間的靜電力可用庫侖定律計算D.相互作用的兩個點電荷,不論它們的電荷量是否相同,它們各自所受的庫侖力大小一定相等3.兩個分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球(均可視為點電荷),固定在相距為r的兩處,它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?則兩球間庫侖力的大小為()。A.FB.FC.FD.12F4.下列各圖中A球系在絕緣細線的下端,B球

7、固定在絕緣平面上,它們帶電的種類以及位置已在圖中標出。A球能保持靜止的是()?！就卣固嵘客卣挂?、庫侖定律的理解與應(yīng)用1.真空中有兩個完全相同的金屬小球,A球帶qA=6.4×10-16C的正電荷,B球帶qB=-3.2×10-16C的負電荷,均可視為點電荷。(1)當它們相距為0.5m時,A、B間的庫侖力為多大?(2)若將兩球接觸后再分別放回原處,A、B間的庫侖力又為多大?拓展二、電荷(帶電體)在庫侖力作用下平衡2.如圖所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷,已知q1與q2之間的距離為l1,q

8、2與q3之間的距離為l2,且三個電荷都處于平衡狀態(tài)。(1)若q2為正電荷,則q1為電荷,q3為電荷。(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比是。【補充學習材料】【反思總結(jié)】