1、 2库仑定律 2库仑定律 2库仑定律 教学目标 教学目标1掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念2理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量3会用库仑定律的公式进行有关的计算2库仑定律 重点难点 【重点】掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定库仑定律【难点】库仑定律的实际应用重点难点2库仑定律 教学建议 教学建议本节作为一堂物理规律课的教学，重点是对概念的建立和对规律的理解为了使学生的感性认识真正上升到理性认识，必须使学生参与科学的抽象过程，使他们在这个过程中区别和辨别本质的东西与非本质的东西，在此基础上让他们试作概括，并由他们自己得出结论为此本课可以采用教师演示实验，学生在老师的启发
2、和帮助下通过实验操作来发现问题、解决问题来获取新的知识，利用实验来验证结论的探究发展的课堂教学模式在教学过程中，积极引导学生主动探究，突出课堂教学中学生的主体地位.2库仑定律 新课导入 新课导入【导入一】教师：上节课我们学习了电荷及电荷守恒定律，了解了物质内部的微观结构，掌握了物体带电的实质通过静电感应现象知道了电荷间存在相互作用力那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关，存在怎样的规律？这节课我们就来深入学习这方面的知识2库仑定律 新课导入【导入二】复习准备、引入新知在课的开始让学生先观察2组演示实验，并通过学生对旧知识的回顾，进一步了解电学的基本知识，为学生对库仑定律及应用的学习做好知识和思路
3、方面的准备演示1 摩擦起电提出问题：摩擦起电的原因是什么？如何判断物体是否带电？2库仑定律 新课导入 演示2 电荷间的相互作用两种电荷：自然界只存在正、负两种电荷(1)正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷(2)负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫负电荷(3)电荷量：带电体上所带电荷的多少叫电荷量物体的带电方式有三种：(1)摩擦起电；(2)接触起电；(3)感应起电2库仑定律 新课导入 电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，任何起电方式都是电荷的转移，它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在同一隔离系统中正、负电荷量代数和不变电荷间的相互作用规律：电荷间
4、有相互作用力同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引两个电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上.2库仑定律 知识必备 知识必备 知识点一 点电荷 1点电荷是只有_，而没有_的理想化模型2条件：当带电体的_比起相互作用的距离小很多时，带电体可视为点电荷电荷量 大小、形状 大小 2库仑定律 知识必备 知识点二 库仑定律1内容：_中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成_，与它们的距离 的 二 次 方 成 _，作 用 力 的 方 向 在 它 们 的_2表达式：_，其中 k 是静电力常量，k_，其意义为：两个电荷量为 1 C 的点电 荷 _ 相 距 _ 时，相 互 作用力 的
5、 大小为_3适用条件：_；_真空 正比 反比 连线上 在真空中 1 m 9.0109 N 真空中 点电荷 Fkq1q2r290109 Nm2/C22库仑定律 学习互动 考点一 对点电荷概念的理解 想一想 能否说“大的带电体一定不能看成点电荷，小的带电体一定能看成点电荷”？什么样的带电体可以看作点电荷？学习互动2库仑定律 学习互动 要点总结 1点电荷是一个_的模型，实际生活中并不存在 2当带电体的_比起_小很多时(以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时)，带电体可视为点电荷 理想化 大小 相互作用的距离 例1 下列关于点电荷的说法中，正确的是()A只有体积很小的
6、带电体才能看成是点电荷B体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C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D一切带电体都可以看成是点电荷2库仑定律 学习互动 C 解析 当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可看成点电荷，选项C正确2库仑定律 学习互动 考点二 库仑定律的理解2库仑定律 学习互动 想一想 根据 Fkq1q2r2 可知，当两个点电荷间的距离 r 趋近于 0 时，其库仑力趋近于无穷大，这种说法正确吗？库仑力和学过的重力、弹力、摩擦力是并列的吗？它具有力的一切性质吗？要点总结1 库 仑 定 律 只 适 用 于 计 算 真
7、空 中 两 个_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2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_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_，异种电荷相互_的原则另行判断.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9.0109 Nm2/C2.2库仑定律 学习互动 点电荷 电荷量 排斥 吸引 2库仑定律 学习互动 例 2如图 1-2-1 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，所带的电荷量绝对值均为 Q，两球之间的静电力()图 1-2-1A等于 kQ29r2
8、 B大于 kQ29r2C小于 kQ29r2D等于 kQ2r2B 解析 两球带异种电荷，相互吸引，若视为点电荷，则两点电荷的距离小于3r，由库仑定律可得静电力大于k，选项B正确2库仑定律 学习互动 2库仑定律 学习互动 例 3甲、乙两导体球完全相同，甲球带有 4.81016 C 的正电荷，乙球带有 3.21016 C 的负电荷，放在真空中相距为 10 cm 的地方，甲、乙两球的半径远小于 10 cm.(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？2库仑定律 学习互动(1)1.381019 N 引力(2)能求出 5.
9、761021 N 斥力解析(1)因为两球的半径都远小于 10 cm，因此可以作为两个点电荷考虑由库仑定律可得 Fkq1q2r2 9.01094.810163.210160.12 N1.381019 N两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力2库仑定律 学习互动(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余 1.61016 C 的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，各分得 81017 C 的正电荷，由库仑定律得Fkq1q2r29.0109（81017）20.125.761021 N两球带同种电荷，它们之间的作用力为斥力 考点三 库仑定律的应用2库仑定律 学习互动 想一想 真空中若有
10、两个以上的点电荷存在时，电荷所受的静电力怎么求？利用什么方法？要点总结1当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用力仍遵循库仑定律，任一点电荷所受 的 库 仑 力 可 利 用 矢 量 合 成 的_求出其合力2库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、分解，可以与其他力平衡，可以产生加速 度，两 点 电 荷 间 的 库 仑 力 是 一 对_，遵从_2库仑定律 学习互动 平行四边形定则 相互作用力 牛顿第三定律 2库仑定律 学习互动 例 4如图 1-2-2 所示，两个正电荷 q1、q2 的电荷量都是 3 C，静止于真空中，相距 r2 m.(1)在它们的连线 AB 的中点 O 放入正电荷 Q，求
11、 Q 受的静电力(2)在 O 点放入负电荷 Q，求 Q 受的静电力(3)在 AB 连线上 A 点左侧的 C 点放上负点电荷 q3，q31 C 且 AC1 m，求 q3 所受的静电力图 1-2-22库仑定律 学习互动(1)0(2)0(3)31010 N，方向向右解析(1)在 A、B 连线的中点上放入正电荷，正电荷受到 q1、q2 的库仑力的作用，这两个力大小相等、方向相反，所以合力为零(2)如果在 O 点放入负电荷，仍然受到两个大小相等、方向相反的力，合力仍然为零(3)在 A 的左侧放入负电荷，则受到 q1 和 q2 向右的吸引力，大小分别为 F1kq3q1x2 和 F2kq3q2（rx）2，其
12、中 x 为 A、C 之间的距离C 点受力为二力之和，代入数据为 31010N，方向向右2库仑定律 备用习题 1(多选)关于点电荷，下列说法正确的是()A电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷C带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D带电的金属球一定不能视为点电荷 备用习题解析 BC 带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是看它所带的电荷量有多大选项B、C正确2库仑定律 备用习题 2库仑定律 备用习题 2真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为 F，如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离
13、增大为原来的 2 倍，则它们之间作用力的大小等于()AFB2FC.F2D.F4解析 D 由库仑定律可知，在点电荷的电荷量不变的情况下，它们之间作用力的大小与距离的二次方成反比选项D正确2库仑定律 备用习题 3如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，它们从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A速度变大，加速度变大B速度变小，加速度变小C速度变大，加速度变小D速度变小，加速度变大2库仑定律 备用习题 解析 C 因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离越来越大，则它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小
14、选项C正确2库仑定律 备用习题 4绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是()2库仑定律 备用习题 解析 B M受到三个力的作用而处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与M的重力大小相等，方向相反，故选项B正确.2库仑定律 备用习题 2库仑定律 自我检测 1(点电荷)下列关于点电荷的说法正确的是()A点电荷也叫元电荷B只有体积很小的带电体，才能看作点电荷C只有电荷量很小的带电体，才能看作点电荷D点电荷是一种理想化模型 自我检测D 解析 点电荷是一种理想模型，一个带电体能否看成
15、点电荷不是看其大小，而是看它的形状和大小对相互作用力的影响能否忽略不计因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，A、B、C错，D对2库仑定律 自我检测 2(库仑定律的应用)(多选)如图123所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两个带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则()2库仑定律 自我检测 图123 2库仑定律 自我检测
16、 A小球 A 与 B 之间库仑力的大小为 kq2d2B当qdmgsin k时，细线上的拉力为 0C当qdmgtan k时，细线上的拉力为 0 D当qdmgktan 时，斜面对小球 A 的支持力为 02库仑定律 自我检测 AC 解析 根据库仑定律可知小球 A 与 B 之间的库仑力大小为 kq2d2，选项 A 正确若细线上的拉力为零，小球 A 受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得 Fkq2d2mgtan ，选项 B 错误，选项 C正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球 A 的支持力不可能为 0，选项 D 错误2库仑定律 自我检测 3(库仑定律的应用)真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了()A.15 B.14 C.13 D.12 2库仑定律 自我检测 C 解析 根据库仑定律可知：保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，就需要保持电荷量的乘积不变，因而有 q1q232q123q2，即另一个电荷的电荷量减少13.