高中物理第一章静电场第2节库仑定律课件选修31高中选修31物理课件

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. 第2节库仑定律

1.点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状在研究的问题中的

影响可以忽略时，带电体可被看成点电荷。

2．库仑定律表达式为F＝kq1q2r2，此式仅适用于真空中的点电荷。

静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2。

一、探究影响电荷间相互作用力的因素

1．实验原理：如图所示，小球受Q的斥力，丝线偏转。

F＝mgtan_θ，θ变大，F变大。

2．实验现象

(1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小。

(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。

3．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。

二、库仑定律

1．库仑力：电荷间的相互作用力，也叫做静电力。

2．点电荷：带电体间的距离比自身的大小大得多，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忽略时，可将带电体看做带电的点，即为点电荷。

3．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)表达式：F＝kq1q2r2，k＝9.0×109_N·m2/C2，叫做静电力常量。

(3)适用条件：真空中的点电荷。 .

. 三、库仑的实验

1．实验装置：库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。

2．实验步骤

(1)改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r_的关系。

(2)改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q_之间的关系。

3．实验结论

(1)力F与距离r的二次方成反比，即F∝1r2。

《库仑定律》教学设计

作者： 朱娟

一、教材分析

教材内容分析：

本节内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是学习电场强度的基础。本节教学内容主线有两条：第一条为知识层面上的，掌握真空中点电荷之间相互作用的规律，即库仑定律；第二条为方法层面上的，即如何研究多个变量之间关系的方法，如何间接测量一些不易测量物理量，如何研究物理问题的基本方法。

教材的处理：

本单元内容可分为两节课处理，本节为第一课时，主要是库仑定律的建立和库仑定律的简单运用，侧重点为体会研究物理的方法和研究物理规律建立的一般过程；第二课时为库仑定律的加深理解和运用。

二、学生分析

知识基础分析：

（1）掌握电荷之间存在相互作用力，且同性相斥，异性相吸。

（2）掌握电荷守恒定律，并会简单地运用。

（3）会处理共点力作用下物体的平衡，并通过偏转角度的变化判断受力的变化。

学习能力分析：

（1）学生的观察水平不断提高，能够初步独立发现事物的本质及各个主要细节，发现事物的因果关系。 （2）具有初步的归纳重点，抓住问题本质的能力。

（3）已经初步具备基础的实验操作和实验观察能力。

学法分析：

自主探究，观察分析，分组实验，讨论交流，类比总结，习题巩固。

三、教学目标

知识与技能：

（1）知道点电荷的概念；

（2）理解库仑定律；

（3）会计算真空中点电荷之间的库仑力；

（4）初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。

过程与方法：

（1）通过实验演示培养学生的实验、观察、分析和总结能力；

（2）通过对实验方案的制定和操作，加深对研究物理问题一些常用方法，如控制变量法、放大法等实验方法的理解。

教学重点难点：

重点：

（1）学生会用库仑定律计算真空中点电荷间的相互作用力；

（2）让学生初步掌握研究物理的一些常用基本方法。

难点：静电实验的操作和对实验现象的分析归纳。

四、教学环境

用心 爱心 专心 1 第一章 静电场

【知识要点提示】

1． 两种电荷：自然界中存在着两种电荷，它们分别为 和 。

（1） 负电荷是用 摩擦过的 上带的电荷；

（2） 正电荷是用 摩擦过的 上带的电荷。

（3） 同种电荷相互 ，异种电荷相互 。

2．使物体带电方法有三种

（1） 摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体

到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电。

（2） 感应起电：指利用 使物体带电的过程。

（3） 接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式。

注意：金属导体的特点：金属中离原子核最远的电子会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫自由电子．．．．；失去电子的原子便成为正离子，金属正离子．．．．．只在各自的平衡位置做振动．．而不移动，只有自由电子穿梭其中；当金属导体处于电场中时，自由电子受静电力．．．作用而定向移动．．．．，使原本不带电的金属导体两端呈现电性,因此金属导体放入电场中时，一定会发生静电感应．．．．现象。

3．电荷量：电荷量是指 ，单位是 ，简称 ，符号是 。

（1） 元电荷：元电荷是指 的电荷量。用e表示，e=1.60×10-19C

（2） 单位电荷：单位电荷是指 的电荷量。

（3） 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体 的

影响可忽略不计，可看成点电荷。点电荷是 ，实际不存在。

（4） 电荷量是 (填：连续变化、不能连续变化)的物理量。

高二物理 第一章《静电场》练习一B 共四页 第- 1 -页 高二物理 第一章《静电场》 练习Ⅰ（B卷）

1、电荷及其守恒定律 2、库仑定律 3、电场强度

命题：沈志新 审定：东至三中物理教研组 （2013年4月5日）

（满分100分，考试时间100分钟）

班级_________ 姓名_________ 得分_________

一、选择题（本大题共10小题，每题4分，共40分）

( )1．关于电场强度，正确的是

A．由定义式E=F/q可知电场强度的大小与检验电荷的电量成反比

B．电场强度的方向与检验电荷的正负有关

C．电场强度大的地方电场线密

D．进入电场的电荷受力方向就是场强的方向

( )2．如图所示，竖直绝缘墙壁上有个固定的质点A，在A的正上方的P点用丝线恳挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角.由于漏电，使A、B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小

A．逐渐减小 B．逐渐增大

C．保持不变 D．先变大后变小

( )3．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小为

A．mg/q B．2mg/q C．3mg/q D．4mg/q

( )4．下列情况中，A、B两点的电场强度相等的是

A．与正电荷距离相等的A、B两点

B．与负电荷距离相等的A、B两点

C．两个等量异种电荷连线的中垂线上，与两电荷的连线距离相等的A、B两点

D．两个等量同种点电荷连线的中垂线上，与两电荷的连线距离相等的A、B两点

( )5．某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点．以下说法正确的是