高中物理 1.2 库仑定律教案 教科版选修3-1

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1、库仑定律【教学结构】本章教材的特点：⒈教材内容比较抽象，学生接受、理解比较困难。⒉物理概念，物理规律多，关系复杂，学生很难掌握知识的内在联系，形成知识系统。⒊与力学、运动学知识联系多，对学生基础知识要求高。一、正、负电荷，电荷守恒⒈同性电荷互相推斥，异性电荷互相吸引。⒉中和：等量异种电荷相互抵消的现象。⒊⒊物体带电：使物体中的正负电荷分开过程。（不带电物体，正负电荷等量）带正电：物体失去一些电子带正电。带负电：物体得到一些电子带负电。⒋⒋电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。二、库仑定律，本章教

2、材重点内容之一。⒈实验：学生动手做摩擦起电实验；演示实验：同性电荷相推斥，异性电荷相吸引。（注意学生的感性知识）⒉⒉(1)(1)库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。点电荷：带电体大小和它们之间的距离相比可以忽略。理解为带电体只为一点，电荷集中于该点，r即为两个带电体之间距离。当带电体大小与它们距离相比不可忽略时，电荷不能视为集中一点，r不能确定，不适用库仑定律。(2)(2)K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2，其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必

3、须是：F：N、Q：C、r：m。(3)(3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。(4)(4)库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。(5)(5),F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解为Q1¹Q2，受的力也

4、不等。 【解题点要】例一：真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r，它们间的静电力为F。若甲的电量变为原来的2倍，乙的电量变为原来的1/3，距离变为2r，则它们之间的静电力变为（）A.A.3F/8B.F/6C.8F/3D.2F/3解析：根据题目给出条件，真空中，点电荷，符合库仑定律条件。当时答案应选：B图1应注意，点电荷之间的相互作用力是与两个点电荷电量乘积成正比，与两个点荷距离的平方成反比。解答问题时，要考虑三个量的变化。例二：如图1所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量异性点电荷QA,QB,QA=+Q,QB=-Q，求在顶点C处的点电荷QC所

5、受的静电力。解析：分析QC受几个力，确定各力大小和方向。因QB的存在QA对QC的作用力，还遵守库仑定律吗？图2QC题目中没有交待电性，解答时就需考虑两种情况，即QC为正电，QC为负电。当QC为正电时，受力情况如图2所示，QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其它电荷的存在而改变，仍然遵守库仑定律的规律。QA对QC作用力：，同性电荷相斥。QB对QC作用力：，异性电荷相吸。∵QA=QB=Q∴FA=FB[图3根据平行四边形法则，QC受的力F1即为FA、FB的合力，根据几何知识可知，QC受力的大小，F1=FA=FB=，方向为平行AB连线向右。当QC为负电时，如

6、图3所示。方向平行AB连线向左。从本题解答可知：(1)静电力合成分解时遵守平行四边形法则。(2)题中不交待电性时，需根据题给的条件判断其电性，若不能判断电性，应按两种情况处理。(3)求静电力时要计算其大小还要回答力的方向。图4例三：如图4所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45°,此时小球B受到库仑力F=___________。小球A带的电量qA=____________。图5解析：丝线为什么能与竖直方向成45°角，此时小球处于什么状态，根据题给的条

7、件，可知小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图5所示。mg:小球A的重力。T:丝线的张力。F:小球B对小球A的静电力。三个力的合力为零。F=mgtg45°=0.2×10-3×10×1=2×10-3N。题中小球A，B都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用力大小∴小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作用力，所以小球B受到的库仑力大小为2×10-3N。小球A与小球B相互吸引，B带正电，小球A带负电，所以qA=-0.5×10-8C本题在解答过程中，物体的平衡条件成为关键内容，因此分析物体的受力，对力进行分解合成就成了必须的步骤。其次，小球A带电量为

8、qA=-0.5×10-8C中的负号在答案中不是可缺少的内容，必须重视。图6例四：