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1、新课标人教版课件系列 高中物理 选修3 1 1 2 库仑定律 教学目标 一 知识与技能1 掌握库仑定律 要求知道点电荷的概念 理解库仑定律的含义及其公式表达 知道静电力常量 2 会用库仑定律的公式进行有关的计算 3 知道库仑扭秤的实验原理 二 过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素 再得出库仑定律 三 情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力重点 掌握库仑定律难点 会用库仑定律的公式进行有关的计算教具 库仑扭秤 模型或挂图 复习回顾 一 物体带电的三种方式1 摩擦起电 2 感应起电 3 接触带电 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消失 只能从一个物体转移到另一个物体 或者
2、从物体的一部分转移到另一部分 在转移的过程中 电荷的总量保持不变 这个结论称为电荷守恒定律另一表述 一个与外没有电荷交换的系统 电荷的代数和总是保持不变的 三 元电荷 最小的电荷量叫做元电荷注 所有带电体的电荷量或者等于e 或者是e的整数倍 即电荷量是不能连续变化的物理量电荷量的常用值 e 1 60 10 19C五 比荷 电子的电荷量e与电子的质量me之比 称为电子的比荷电子的比荷 e me 1 76 1011C kg me 0 91 10 30kg 四 电中和现象及电荷均分原理 练习 两个完全相同的金属小球A和B 所带电荷量绝对值都是Q 今让第三个与A B相同但不带电的金属小球C 先后与A
3、B两球接触后分开 那么 1 若A B是同种电荷时 则C球最终带电量等于多少 2 若A B是异种电荷时 则C球最终带电量等于多少 同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用 那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢 猜想 使得r不变 科学家们通过实验验证当物体电荷量越大 物体受到的库仑力就越大 距离相同 带电小球偏转角不同 可见其受力大小不同 探究影响电荷间相互作用力的因素 带电量相同 带电小球偏转角不同 可见其受力大小不同 使得q不变 科学家们通过实验验证当物体距离越远 物体受到的库仑力就越小 探究影响电荷间相互作用力的因素 探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明 电荷之
4、间的作用力 1 随电荷量的增大而增大 2 随距离的增大而减少 库仑定律 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 大小 其中K叫静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 适用范围 1 真空中 2 点电荷 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 点电荷 1 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一几何点 并称它为点电荷 2 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型 3 点电
5、荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 思考题 两个带电球体 是否可以看成是集中在球心位置的点电荷 如果是两个球形带电导体 不可以 如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以 课堂训练 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 A 真正的点电荷是不存在的 B 点电荷是一种理想模型 C 足够小的电荷就是点电荷 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 ABD 课堂训练 2 下列说法中正确的是 A 点电荷就是体积很小的电荷 B 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C 根据可知 当r0时 F D 静
6、电力常量的数值是由实验得到的 D 3 真空中有A B两个点电荷 相距r时相互作用力为F 欲使它们之间的相互作用力变为F 4 下列说法可行的是 A 将它们的距离变为r 2B 将它们的电荷量均变为原来的一半C 将它们的距离变为r 4D 将它们的电荷量均变为原来的2倍 课堂训练 B 1 F与r有关 库仑的实验 研究方法 控制变量法 库仑扭秤1 库仑扭秤3 结论 保持两球上的电量不变 改变两球之间的距离r 从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比 即F 1 r2 2 F与q有关 库仑扭秤1 库仑扭秤2 库仑的实验 结论 保持两球间的距离不变 改变两球的带电量 从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积
7、成正比 即F q1q2 从例题可以看出 电子和质子的静电力是它们间万有引力的2 3 1039倍 正因如此 以后在研究带电微粒间相互作用时 经常忽略万有引力 图1 2 3 小结 1 内容 真空中两个点电荷之间相互作用的电力 跟它们的电荷量的乘积成正比 跟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 3 适用条件 真空 点电荷 4 点电荷 是一种理想模型 当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时 带电体可视为点电荷 k 9 0 109N m2 C2 课堂训练 4 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 2B F 4C F 8D 3F 8 课堂训练 5 两个半径为0 3m的金属球 球心相距1 0m放置 当他们都带1 5 10 5C的正电时 相互作用力为F1 当它们分别带 1 5 10 5C和 1 5 10 5C的电量时 相互作用力为F2 则 A F1 F2B F1 F2C F1 F2D 无法判断 猜想 1 可能跟电荷电量有关2 可能与两个电荷间的距离有关
