1.2库仑定律

1 开远一中高二物理导学案

班级 姓名 小组 教师评价

课前预习学案

一、预习目标

1.了解库仑定律，了解点电荷的概念，知道真空中库仑定律的含义及公式，静电力常量。

2.了解库仑扭秤的实验原理。

二、预习内容

1．电荷间的相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。

2．课本1.2-1实验说明电荷之间的相互作用力和什么因素有关？

两个因素有关：一是与 有关，二是与 有关。

3.当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作 。

4.库仑定律：真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。

如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用 ，力的单位用 ，距离的单位用 ，由实验得出k=9×109 ，则使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算，力的方向另行判断。

5.库仑力与万有引力的相似和不同点？

三、提出疑惑

1．疑惑点：__________________________________________________________________

2．疑惑内容：________________________________________________________________

课内探究学案

一、学习目标

（一）知识与技能

1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，理解真空中库仑定律的含义及公式，静电力常量。

2．会用库仑定律进行有关的计算。

3．知道库仑扭秤的实验原理。 课题 第一章 静电场

1．2 库仑定律 时间 2012 年 月 日

第 周

课型 新课 课时 1 主备人 徐章君 审核人 师永琴 2 （二）过程与方法

1．渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力。

2．渗透控制变量的科学研究方法。

（三）情感态度与价值观

通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点。

二、学习过程

（一）库仑定律

1、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

问题1：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

演示：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向，使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)。

结论：影响两电荷之间相互作用力的因素。

电量越大，距离越近，作用力就越 ；反之电量越小，距离越远，作用力就越 。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。

2、库仑定律内容：

3、库仑定律表达式： ；静电力常量k= 。

4、库仑定律的适用条件：

问题2：根据221rqqkF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，这种说法对吗？

5、点电荷：a.当带电体的大小、形状比起相互作用的 小很多时，（以至带电体的形状、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 。

b.点电荷是一个 的模型，实际生活中并不存在。

（二）库仑的实验（1785年，法国物理学家．库仑）

库仑扭秤课本图1.2-2。

（三）典型例题分析

例题1：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C。

由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计。 3 思考：真空中若有两个以上的点电荷存在时，电荷所受的静电力怎么求？

例题2:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6C,求它们所受的库仑力。

结论：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此两个或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电荷的作用力的矢量和．．．。

三、反思总结

四、当堂检测

1、关于点电荷的下列说法中正确的是（ ）

A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 B．点电荷是客观存在的

C．点电荷一定是电量很小的电荷

D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计

2、库仑定律的适用范围是（ ）

A．真空中两个带电球体间的相互作用 B．真空中任意带电体间的相互作用

C．真空中两个点电荷间的相互作用

D．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律

3、A、B两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（ ）

A．可能变大 B．可能变小 C．一定不变 D．不能确定

4、两个放在绝缘架上的相同金属球，相距为d，球的半径比d小得多，分别带有电荷q和3q，相互斥力为3F。现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则它们的作用力变为（ ）

A.0 B.F C.3F D.4F

5、两个点电荷甲和乙同处于真空中。

（1）甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍；

（2）若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；

（3）保持原电荷电量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍； 4 （4）保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______倍；

（5）把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍，那么它们之间的距离必须变为原来的______倍，才能使其间的相互作用力不变。

课后练习与提高

1、下列说法中正确的是（ ）

A.点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的

B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体

C.根据221rQQKF可知，当r趋近于0时,F趋近于∞

D.体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷

2、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ）

A．F/2 B．F/4 C．F/8 D．3F/8

3、两个金属球半径均为r，起初分别均匀带电Q，现将两球放到相距3r的地方，则两球的库仑力（ ）

A.F=k221)3(rQQ B.F>k221)3(rQQ C.F

4、如图所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则（ ）

A．若m1=m2，q1

B．若m1=m2，q1β

C．若q1=q2，m1>m2，则α>β

D．若m1>m2，则α<β,与q1、q2是否相等无关

5、如图，A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷。

（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷q，才能使此电荷处于平衡状态？

（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态，且求第三个点电荷的电量q的大小及电性。

（3）若将B的电荷量改为－4Q，A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态，且求第三个点电荷的电量q的大小及电性。