优化方案——库伦定律

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1、第二节　库仑定律学习目标：1.明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件，感悟理想模型.2．理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定律的适用条件.3．运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题.4．通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性.课标定位重点难点：库仑定律的内容及公式的理解和灵活应用.易错问题：库仑定律仅适用于真空中两个点电荷间静电力的计算，对于不能看作点电荷的带电体，不能直接应用库仑定律计算静电力.一、演示实验探究实验表明，电荷之间的作用力随的增大而增大，随的增大而减小.说明：该实验采用了控制变量法探究力与电量、距离之间的关系.电荷量距离二、库仑定律1．

2、真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的成正比，与它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的上.2．电荷之间的相互作用力叫做静电力或.乘积二次方连线库仑力3．当带电体间的距离比它们自身的大小大的多，以至于带电体的、及对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做.类似于力学中的，也是一种理想化的物理模型.形状大小电荷分布状况点电荷质点三、库仑的实验1．库仑扭秤实验是通过悬丝扭转的比较静电力F大小的.实验结果发现静电力F与距离r的成反比.2．库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是两个的金属带电小球互相接触后，它们的电量的方法来改变电量的，实验发现F

3、与q1和q2的成正比.角度二次方均分相同乘积3．库仑定律的公式，式中k叫做，数值是k＝.库仑定律的公式和万有引力公式相似，但库仑力比万有引力要强的多.静电力常量9.0×109_N·m2/C2一、对点电荷概念的理解1．点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在.2．当带电体之间的距离远远大于自身的大小时，带电体的形状、大小及电荷分布情况对相互作用力的影响可以忽略不计，就可以把这个带电体看作一个带电的几何点，即看成点电荷，相当于力学中的质点.举例说明：(1)均匀带电球体，半径为R.①若电荷分布不变，研究r>R的任何点的电场分布时，带电体可看成点电荷

4、，与电荷量集中在球心的点等效；②若电荷分布是可改变的，在附近放另一个电荷时，其表面电荷量的分布发生改变，就不能看作点电荷；③若研究的位置离得很远，r≫R，就可以把球看作点电荷.(2)对于板状带电体或杆状带电体，在研究它和位于附近的其他带电体间的相互作用时，均不能看作点电荷，只有当研究的位置到带电体的距离远远大于带电体的线度时，才能当作点电荷处理.不能将点电荷和元电荷相混淆.特别提醒二、库仑定律的正确理解和应用1．库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算.(1)有人根据F＝推出当r→0时，F→∞，从数学角度分析似乎正确，但

5、从物理意义上分析，这种看法是错误的，因为当r→0时，两带电体已不能看作点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用，不能成立了.(2)两个导体球，球心之间的距离为r，由于电荷间力的作用，电荷在导体球上的分布如图1－2－1所示，两球带同种电荷时F<，两球带异种电荷时，F>.图1－2－12．应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断.3．各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k的值才是9.0×109N·m2/C2.4．库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、

6、分解，可以与其他力平衡，可以产生加速度，遵从牛顿第三定律，两点电荷间的库仑力是一对相互作用力，大小相等，方向相反.三、库仑定律与万有引力定律的比较万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式条件两质点之间真空中两点电荷之间通过对比我们发现，大自然尽管是多种多样的，但也有规律可循，具有统一的一面.规律的表达那么简捷，揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界的和谐之美、简约之美.特别提醒如图1－2－2所示，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，两球之间的静电力符合下列选项中的

7、()图1－2－2例1类型一库仑定律的适用条件【思路点拨】思考两个带电球能否简化成点电荷，不能简化成点电荷就不符合库仑定律的适用条件.【答案】B【题后反思】带电体能否简化为点电荷，是库仑定律应用中的关键点.定律的另一个条件是“真空”中，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理.1．例1中如果两球带等量同种电荷，两球间静电力符合下列选项中的哪一个()答案：C变式拓展(2010年西安八校4月高三模拟考试)一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一