2．库仑定律 [学习任务] 1．知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件。 2．理解库仑定律的内容、公式，会用库仑定律进行相关的计算。 3．会利用力的合成知识解决多个电荷间的相互作用问题。 4．了解库仑扭秤实验的设计思路与实验方法，体会研究电荷相互作用的物理思想方法。 [问题初探] 问题1．电荷量很小的带电体能看成点电荷吗？ 问题2．两点电荷间的库仑力的大小和哪些因素有关？ 问题3．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的静电力吗？ [提示] 问题1．不一定，只有带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计时，才能看成点电荷。 问题2．库仑力的大小与它们的电荷量的乘积及它们的距离有关。 问题3．两个点电荷之间的静电力遵守牛顿第三定律，始终等大反向。 [自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 电荷之间的作用力 [链接教材] 教材中用如图所示的装置，探究库仑力的大小与哪些因素有关的过程中，使用了什么思想方法？ 提示：控制变量法。 1．库仑定律 (1)内容：真空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正比，与它们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＝k，其中k＝9.0×109N·m2/C2，叫作静电力常量。 (3)适用条件：①在真空中；②静止点电荷。 2．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。 让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，再分别靠近易拉罐，易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引而滚动起来，说明电荷间有相互作用力，设计如下实验： 如图所示，O是一带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。利用此装置探究影响电荷间相互作用力的因素。 问题1．偏角随带电物体与小球间距离的增大如何变化？ 提示：逐渐减小。 问题2．在本实验中，电荷间相互作用力的大小与丝线偏离竖直方向的夹角大小有什么关系？ 提示：由平衡条件可得小球所受的电荷之间的作用力F＝mg tan α，丝线偏离竖直方向的夹角越大，说明二者的相互作用力越大，反之则越小。 问题3．从计算结果看，电荷之间的作用力F与带电体和小球间的距离有什么关系？ 提示：带电体和小球间的距离越远，偏角越小，表示电荷之间的作用力越小。 1．对点电荷的理解 (1)理想化模型：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)点电荷的条件：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。 (3)点电荷不同于元电荷，元电荷是最小的电荷量，而点电荷是实际带电体的抽象化模型，现实中并不存在。 2．库仑定律 (1)大小计算 利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可。 (2)方向判断 在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 (3)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电荷量多少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向。 【典例1】 (对点电荷的理解)(多选)下列关于点电荷的说法正确的是( ) A．两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷 B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷 C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 AD [无论两带电体自身大 ... ...
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