高中物理 第一章 电场 第二节 探究静电力学案 粤教版选修3-1-粤教版高中选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

第二节探究静电力[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件．科学探究：1.经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系.2.了解库仑扭秤实验，体会实验的巧妙之处．科学思维：1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算．一、点电荷1．定义：可以抽象成一个几何点的带电体．2．特点(1)本身的大小比它到其他带电体的距离小得多．(2)研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况．(3)点电荷是一种理想化的物理模型，和力学中的质点模型一样，是一种科学的抽象．3．理想化模型：当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想模型，从而使问题的处理大为简化．二、库仑定律1．探究影响静电力大小的因素：(1)图1中，A为一固定的导体小球，B、C为相同的轻质导体小球．图1(2)实验原理：①轻质小球的偏角大小反映静电力的大小．②研究静电力与距离和电荷量的关系，要采用控制变量法．(3)实验探究：①使小球A、B、C带同种电荷且qB＝qC，使rAC>rAB，观察到小球B的偏角大于(选填“大于”“小于”或“等于”)小球C的偏角．结论：q一定时，r越大，F越小；r越小，F越大．②使A、B球带同种电荷，C球不带电，且保持rAB一定，让C球与B球接触后再移走C球，观察到B的偏角变小．结论：r一定时，q越小，F越小．③总结：静电力F的大小与带电体的电荷量q及带电体间的距离r都有关．q越大，r越小，则F越大；反之则F越小．2．库仑定律：(1)内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比．作用力的方向在它们的连线上．(2)公式：F＝其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫静电力常量．(3)适用条件：①真空中；②点电荷．1．判断下列说法的正误．(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法．(√)(2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷．(×)(3)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．(√)(4)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力．(×)2．真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍，电荷量都增大为原来的2倍．它们之间静电力的大小变为原来的________倍．答案一、库仑定律的理解与应用1．点电荷(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)带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论．如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷．2．库仑定律(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理．(2)当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用．(3)两个规则的带电球体相距比较近时，电荷的分布会发生改变，库仑定律不再适用．(4)两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律．不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大．例1下列说法中正确的是()A．点电荷就是体积小的带电体B．带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷C．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷D．根据库仑定律表达式F＝k，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞答案C解析点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不能理解为电荷量很少的带电体．同一带电体，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究它与离它很远的电荷间的作用力时，就可以看成点电荷，带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，A、B错误，C正确．两电荷距离r→0时，不能看做点电荷，库仑定律不再适用，D错误．例2甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16C的正电荷，乙球带有3.2×10－16C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径均远小于10cm.(结果保留三位有效数字)(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是...