第2节 库仑定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道点电荷的概念。(2)知道两个点电荷间相互作用的规律和静电力常量,了解库仑定律的内涵及其公式表达。(3)形成静电力相互作用的概念。(4)知道库仑扭秤实验并能提出相关问题。 科学思维 (1)能在熟悉情境中运用点电荷模型分析静电问题。(2)能用库仑定律分析解决问题。 科学探究 探究点电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系,得出初步结论。 科学态度与责任 (1)了解理想化模型,体会理想化方法在科学探究中的作用。(2)通过了解库仑扭秤实验,能体会科学探究的一些共性与创新,体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。 一、探究影响点电荷之间相互作用力的因素 1.点电荷:当一个带电体本身的大小比它到其他带电体的距离小很多,以至在研究它与其他带电体的相互作用力时,该带电体的_____、大小以及电荷在其上的分布状况均可忽略,可将它看作一个带电的点。 2.实验探究 (1)实验装置(如图所示) (2)结论:带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而_____,随它们之间距离的增大而_____。 (1)点电荷是不考虑其形状和大小的带电体。 (2)点电荷不是元电荷。 二、库仑定律 1.内容:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的_____成正比,与它们之间距离的_____成反比;作用力的方向沿着这两个点电荷的_____。 2.表达式:F=_____,式中k是静电力常量,k的数值是_____。 3.静电力:电荷之间的相互作用力,也叫_____。 4.初步应用 (1)两个点电荷间的静电力用库仑定律直接计算。 (2)两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的_____。 (3)库仑定律的应用条件 ①均匀分布电荷的_____球。 ②两个带电的导体球,满足二者间的距离远大于球的_____。 1.某次物理课上,甲、乙两位同学探讨点电荷的对话: 甲:“由于带电体A的体积很小,故它一定是点电荷。” 乙:“由于带电体B的带电量很小,故它一定是点电荷。” (1)甲、乙两位同学的观点,你认为谁的正确?为什么? (2)那么什么是点电荷?现实中有点电荷吗? 2.如图,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。 请结合上图判断下列结论是否正确。 (1)悬线与竖直方向间夹角越大,物体与小球间的作用力越大。( ) (2)物体与小球间的距离越大,它们间的相互作用力越大。( ) (3)两带电物体间的静电力一定与它们之间的距离的平方成反比。( ) 3.要定量研究两个点电荷间静电力F与q1、q2及r之间的关系,采用了何种研究方法? 新知学习(一)|对点电荷的理解 [任务驱动] 如图所示,火箭发射升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电。 (1)在研究发射升空后的火箭与地球的静电力时,能否把火箭看成点电荷? (2)研究点电荷有什么意义? [重点释解] 1.点电荷是理想化模型 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.带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,带电体就能看成点电荷。 3.注意区分点电荷与元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量,其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值。 (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状,是带电个体,其带电荷量可以很大也可以很小,但它一定是元电荷的整数倍。 [针对训练] 1.(多选)关于点电荷,下列说法中正确的是( ) A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 B.点电荷是一种理想化模型 C.点电荷的最小带电荷量等于元电荷 D.球形带电体都可以看作点电荷 2.对点电 ... ...
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