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《高中物理第一章静电场1.2库仑定律知识导航学案新人教版选修3_1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2库仑定律课标解读1.知道点电荷的概念,体会科学研究中的理想模型方法.2.知道库仑定律,理解它的含义及其表达式,知道静电力常数.会用库仑定律的公式进行有关运算.3.对比静电力和万有引力,体会自然规律的多样性和统一性.课前思考1.什么是科学研究中的理想模型?答案:在科学研究中往往要对研究对象进行简化,忽略掉不影响问题研究的次要因素,只保留对研究的问题有直接影响的主要因素,像力学中的质点.2.为了研究静电作用,我们要把带电体进行简化,抽象成理想模型.你能仿照质点把带电体简化吗?答案:忽略掉带电体的几何形状和大小,保留它的电荷量和质量.自主研学1.力学中有一条规律,力与
2、它们之间距离的平方成反比,这条规律的名称是_________.2.电荷之间存在着的相互作用力称为_________或_________.在真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与它们的_________的乘积成正比,与它们的_________的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.3.库仑定律的表达式:F=_________,其中k=_________.4.适用条件是:_________电荷,在_________中.三点剖析一、库仑在实验中是如何解决电荷带电荷量问题的?图1-2-11.实验装置:如图1-2-1所示,银丝下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是带电金属球
3、,另一端是不带电的平衡球.再插入另一个带电金属球.2.实验原理:两带电球之间的相互作用使悬挂银丝发生扭转.用扭转角度记录力的大小.库仑巧妙地解决了带电荷量的问题,即等大的金属球接触均分电荷量的方法.二、怎样理解库仑定律?1.定律的内容:真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F=k,式中k叫静电力常数,k=9.0×109N·m2/C2.你可以这样理解:两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,相互作用力为9.0×109N.3.适用条件:仅适用于真空中的两个点电荷间的相互作用.在
4、理解库仑定律时,不可由r→0时,得出F→∞的结论,虽然从数学角度讲这并没有错,但从物理的角度分析,这一结论是错误的.因为当r→0时,两电荷已失去了点电荷的前提条件,不能再看成是点电荷了,因此,也就不能再直接用公式计算两个电荷间的相互作用力.4.点电荷:任何带电体都有形状和大小,其上的电荷也不会集中在一点上.当带电体的间距比它们自身的大小大得多时,带电体的形状、大小及电荷的分布对它们之间的相互作用力的影响就可以忽略不计,我们就可以把带电体看成带电的点,这就是点电荷.三、万有引力定律和库仑定律对比对比两个规律极具相似性,但本质不同,万有引力只有吸引力,库仑力既有吸引力
5、又有排斥力.前者在天体间表现明显,后者在微观带电粒子间表现明显.1.适用条件极其相似,前者是质点后者是点电荷.2.都是场力.都是通过场来传递的,前者是引力场,后者是电场.通过对比我们发现,自然法则尽管是多种多样的,但也有规律可循,也具有统一的一面.规律的表达那么简洁,却揭示了自然界中深奥的道理,这就是自然界和谐多样的美.精题精讲例1两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量为Q.两球之间的静电力为下列选项中的哪一个（）A.等于B.大于C.小于D.等于思路解析两球间的距离和球本身的大小差不多,不符合简化点电荷的条件,因为库仑定律
6、的公式计算只适用于点电荷,所以不能用公式去计算.我们可以根据电荷间的相互作用的规律来作一个定性分析.由于两带电体带等量异种电荷,电荷间相互吸引,因此电荷在导体球上的分布不均匀,会向正对的一面集中,电荷间的距离就要比3r小.根据库仑定律,静电力一定大于.电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为r的两点上,所以说静电力也不等于.正确选项为B.答案:B绿色通道带电体能否简化为点电荷,是库仑定律应用中的关键点.另一个条件是“真空”中,一般没有特殊说明的情况下,都可按真空来处理.例2在真空中有两个相距为r的点电荷A和B,带电荷量分别为q1=-q,q2=4q.(1)若A、B固定,
7、在什么位置放入第三个点电荷q3,可使之处于平衡状态？平衡条件中对q3的电荷量及正负有无要求?(2)若以上三个电荷皆可自由移动,要使它们都处于平衡状态,对q3的电荷量及电性有何要求?(3)若q1=q,第二问中的答案又如何?思路解析若q1、q2是固定的,要使q3平衡,只要使q1、q2对q3的静电力大小相等、方向相反即可.如果q1、q2、q3三者都是不固定的,则要同时使三个电荷受的静电力的合力都等于零,需要同时分析三个电荷的受力情况.图1-2-2(1)让q3受力平衡,必须和q1、q2在同一条直线上,因为q1、q2带异种电荷,所以q3不可能在它们中间.再根据库仑定律,静电
8、力和距离的
