选修3-1第一章 第2节 库仑定律
人教版高二物理选修3-1 1.2《库仑定律》教学设计方案与反思
《库仑定律》教学设计方案与反思课题名称《库仑定律》科目高中物理对象高二年级教学时间1课时(40分钟)学情分析学生从初中升入高中,由于社会舆论,对高中课程充满神秘感,心理就有一些胆怯阴影的存在;家长、亲人对学生期望很高,这一殷切希望未能从学生实际出发,却变为学生的负担与压力,成为心理发展的阻力。
由于个性很强,据自己的爱好,有严重的学科倾向性,在学习过程中物理无疑成为个别学生放弃的对象……,诸如这些方面,直接影响学生物理课学习的活动状态、活动方式、活动进程、活动效率与效果。
对此我们就要研究,寻找良好的对策。
教学目标一、情感态度与价值观1、掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律.2、会用库仑定律进行有关的计算.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、渗透控制度量的科学研究方法三、知识与技能通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.教学重点、难点1.库仑定律和库仑力的教学.2.关于库仑定律的教学教学资源演示实验、多媒体课件教学过程教学活动1一、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。
提问:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢?结论、电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。
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:真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带FQrFmrFFQGm mF F 122222122121 21919113127160160910167=kQ=Gm=kQ=9.01010106.67101010=2.310 111939,,·×××××××××××....-----(2)电荷间作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
高中教科版物理选修3-1素养课件:第一章-2-库-仑-定-律-
知识点二 库仑定律的应用 1.探究影响两电荷之间相互作用力的因素: (1)研究方法:控制变量法。 (2)影响因素。 ①距离; ②电量; ③带电体的形状和大小。
2.用库仑定律分析库仑力:可看作点电荷的带电体才能用库仑定律求解,不能看 作点电荷的带电体,不能直接用库仑定律求解它们之间的库仑力。 (1)用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q1、q2带电性质的正负号代入公 式中,只将其电荷量的绝对值代入公式。 (2)对于不能看作点电荷的两带电导体间的库仑力可定性比较。
2.库 仑 定 律
必备知识·自主学习
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1.点电荷: (1)表示:_带__电__的__点__。 (2)特点:它是一个_理__想__化__模型,实际_不__存__在__。 (3)带电体看作点电荷:带电体本身线度、形状对于研究问题是_次__要__因素,可忽 略。
2.实验探究: (1)实验现象。 ①电荷量不变,距离越小,偏角_越__大__。 ②距离不变,电荷量越大,偏角_越__大__。 (2)实验结论:电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而_增__大__,随它们之间距离 的增大而_减__小__。
任务2 库仑力的叠加 (1)对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余
所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和。 (2)电荷间的单独作用符合库仑定律,求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定 则。
【典例示范】 【典例2】(2018·全国卷Ⅰ)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离 分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b 的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则 ( )
【解析】选B。小球M与N相互排斥,M、N带同种电荷,M带正电,N也带正电;小球N
高中物理_人教版选修3-1第一章静电场第二节《库仑定律》教学设计学情分析教材分析课后反思
《库仑定律》教学设计一、教学目标1.知识与技能目标①明确点电荷是个理想模型,知道带电体简化为点电荷的条件。
②会用文字描述库仑定律的内容与公式表达,能用库仑定律计算真空中两个点电荷之间的作用力。
③了解库仑扭秤实验和库仑对电荷间相互作用的探究④初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。
2.过程与方法目标①通过对库仑定律建立过程的探究与学习,初步了解研究物理问题的一般程序,认识物理实验在物理学发展过程中的作用与地位②体会研究物理问题的一些常用的方法如:控制变量法,理想模型法、测量变换法等3.情感态度与价值观①体验探究自然规律的艰辛与喜悦;培养学生热爱科学的,探究物理的兴趣②培养学生“发现问题,提出假设,并用实验来验证”的探究物理规律的科学方法与思路③通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
多媒体课件、静电力演示器材、有关库仑定律建立的历史背景资料二、教学过程(一)创设情景,引入新课Mini游戏:由老师演示泡沫摩擦起电,让泡沫靠近易拉罐,吸引易拉罐。
再请另外两名同学再用一泡沫摩擦起电,从相反的方向靠近易拉罐,比赛看谁的力量大。
同时提出问题:泡沫为什么能吸引易拉罐?并提出问题:取胜的技巧是什么?学生回答。
老师分析:摩擦起电,感应起电。
即然易拉罐的两侧带有不同的电荷,为什么泡沫板对易拉罐能吸引呢? 电量越多,距离越小,吸引力越大,电荷间的相互作用力的与带电体电量、距离成怎样的定量关系呢?带电体间的相互作用力还与其他因素有关吗?本节课我们就探究电荷间相互作用力的定量规律。
一、猜想与假设教师引导猜想:通过这个实验,你认为带电体间的相互作用力会与哪些因素有关呢?学生猜想小结:与两带电体的电荷量、距离、形状大小、电荷分布、质量等有关。
教师分析;1、与质量的关系,物体有质量,物体间存在万有引力;不是我们这里要讨论的。
2、带电体的形状、电荷分布情况千变万化很难研究。
我们为了简化问题的研究,捉住电量、距离这两个主要矛盾,我们需要建立最简单的物理模型。
高中物理选修3-1 第一章静电场 第二节 库仑定律
3、方向:遵从“同种电荷相排斥,异种电荷相吸引”的原则
4、适用条件:真空、静止、点电荷
3、方向:遵从“同种电点电荷之间的相互作用力,与它们
仑
的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成
定
反比,作用力的方向在它们的连线上.
律
说明:电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
:
2、大小:F
k
q1q2 r2
K:静电力常量
(说明:代入数据计算时,应该用q1、q2的绝对值代入。)
库 1、内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们
仑
的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成
定
反比,作用力的方向在它们的连线上.
律
说明:电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
:
2、大小:F
k
q1q2 r2
K:静电力常量
(k=9.0×109N·m2/C2)
(说明:代入数据计算时,应该用q1、q2的绝对值代入。)
第二节 库仑定律
知识回顾:
电荷间具有相互作用力, 其规律是:同__种__电__荷__相__互__排__斥__;__异__种__电__荷__相__互__吸__引______
甲
乙
丙
思考: 电荷之间相互作用力的大小由哪些因素决定呢?
猜想: 1、可能跟电荷量有关 2、可能与两个电荷间的距离有关
课本P5
结论:F随Q的增大而增大,随r的增大而减小
库 仑
库仑
扭
秤
实
验
三、引力常量的测量——扭秤实验 实验方法:放大法
卡文迪许
工作原理:力矩平衡 万有引力力矩=金属细丝扭转力矩.
库 仑 刻度盘与指针
人教版高中物理选修3-1学案:第一章 第2节 库仑定律含答案
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 =kq 1q 2r 2,此式仅适用于真空中的点电荷。
静电力常量k =9.0×109 N ·m 2/C 2。
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 =mg tan_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 =kq 1q 2r2,k =9.0×109_N ·m 2/C 2,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。
第2节 库仑定律
A.F/2
B.F/4
C.F/8
D.3F/8
课
3、用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电
堂 小球B,放置在电荷量为+Q的小球A附近.如
达 图所示,A、B两球在同一水平面上相距S,丝
标 线与竖直方向夹角θ=37o, A、B两带电球可
检 看成点电荷。静电力常量为K,试求:
测
(1)丝线拉力
(2)A、B两球之间的静电力
研究带电微粒间 相互作用时,经 常忽略万有引力.
库仑定律与万有引力定律的比较:
定 律
公式
公式 适用 共同点 范围
不同点
影响大小 的因素
库
仑 定 律
F
k
Q1Q2 r2
点电 荷
万有
Mm 质点
引力 定律
F G
r2
匀质
球体
①都与 距离的 平方成 反比。 ②都有 一个常 数。
与两个物 体电量有 关,有引 力,也有 斥力。
1019
)2
N
(5.31011 )2
8.2108 N
质子与电子之间的万有引力 F 引 为
F引
G
m1m r2
6.67 1011
2
9.1
1031
1.67
1027
N
(5.3 1011 )2
3.6 1047 N
库仑力与万有引力 的比值为
F电 2.31039 F引
电子和质子的静 电引力远大于它
们间万有引力。
律 电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力.
2、大小: F = kq1q2/r2 K:静电力常
量
k=9.0×109N·m2
3、方向:同种/电C2荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
高二物理人教版选修3-1第一章 2 库仑定律
探究一
探究二
问题探究 名师精讲 典例剖析
库仑力的叠加原理 当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力都遵守库仑 定律。某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四 边形定则求出其合力。这就是库仑力的叠加原理。
探究一
探究二 当堂检测
123
1. 下列说法正确的是( ) A.点电荷就是体积很小的带电体 B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体 C.据 F=k������1������2������2 可知,当r→0时F→∞ D.静电力常量的数值是由实验得出的 解析:点电荷是带电体的理想化模型,实际带电体在体积和形状对 问题的研究没有影响或影响不大时,都可以看作点电荷,选项A、B 错误。库仑定律仅适用于真空中的点电荷,当r→0时,任何带电体都 不能再看作是点电荷,库仑定律不成立,基于库仑定律进行的分析 也是错误的,选项C错误。静电力常量的数值是库仑通过扭秤实验 得出的。 答案:D
【思考问题】 请分别求出A、B对C的作用力的大小。 答案:FA=FB=k������������12������=9.0×109×2×10(-61×4×110.-62×)210-19N=8.0×10-21 N。
探究一
探究二
解析:
问题探究 名师精讲 典例剖析
电子在 C 点同时受 A、B 点电荷对它的作用力 FA、FB,如图所 示,由库仑定律 F=k������1���������2���2得 FA=FB=k������������12������=9.0×109×2×10(-61×4×110.-62×)210-19N=8.0×10-21 N。由平行四边 形定则和几何知识得:静止在 C 点的电子受到的库仑力 F=FA=FB=8.0×10-21 N,方向平行于 AB 向左。
库仑定律讲义
选修3-1第一章 静电场第二节 库仑定律 导学案一、 要点知识:1、 探究影响电荷间相互作用力的因素:控制变量法。
可有定性的认识:电荷间距离一定时,电荷间的相互作用力随电荷量的增大而增大;电荷量一定时,电 荷间的相互作用力随电荷间的距离的增大而减小。
2、库仑定律:(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,跟它们之间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式: 221rQ Q k F = 式中:r 为两个带电体中心之间距离, k :静电力恒量,k =×109Nm 2/C 2(库仑扭秤)(3)注意几点:① 点电荷:“点电荷”是一种理想化的物理模型,它是模仿力学的“质点”概念而建立的。
严格理想化的点电荷应是一个带电的“几何点”,这是不存在的。
当带电体间的距离比它们自身形体大得多,以致带电体的形状和大小相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看成是“点电荷”。
② 库仑定律是实验定律,k 值的大小是用实验方法确定的。
其单位是由公式中的F 、Q 、r 的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的单位必须是:F :N ;Q :C ;r :m 。
③ 库仑力的特点:F 是Q 1与Q 2之间的相互作用力,F 是Q 1对Q 2的作用力,也是Q 2对Q 1的作用力的大小,是一对作用力和反作用力,即大小相等方向相反。
(4)应用库仑定律解题注意事项:① 适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。
② 各量均用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。
③ 库仑力也称为静电力,它具有力的共性。
它与高一时学过的重力,弹力,摩擦力是并列的。
它具有力的一切性质,它是矢量,合成分解时遵从平行四边形法则,与其它的力平衡,使物体发生形变,产生加速度。
3、库仑定律与万有引力定律的比较:221r M M GF = (1)相同之处:① 都是距离平方反比律。
人教版 高二物理 选修3-1 第一章:1.2库仑定律 教案
学
目
标
1、知识与技能:
(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。
(2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。
2、过程与方法
(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。
(2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感态度与价值观
(1)培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。
1、介绍库仑扭秤装置
2、介绍库仑扭秤原理
3、思考如何制订实验方案
通过观察与对原理的理解,制订出实验的方案。主要是通过学生之间的相互讨论,制订出如何控制变量,得出相关的规律
学习科学家的严谨的思维方式和科学的思维方法与实验技巧
结论
库仑定律(Coulomb law):真空中两个静止的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。电荷间的这种相互作用力叫做静电力(electrostatic force)或库仑力.
数学表达式:
式中k为比例常数,叫做静电力恒量。在国际单位制中,电荷量的单位用库仑(符号表示C),力的单位用牛顿(N),距离的单位用米(m),上述公式中各物理量的单位均已确定,所以k值用实验方法测出,结果是:
理解库仑定律,通过计算体验1C的电荷量是多么大。
学生讨论:库仑定律与万有引力定律尽管形式上相似,但是它们有什么区别?(一是性质不同,二是在微观粒子的相互作用中,库仑力比万有引力要强得多)
理解库仑定律的内容,明确电荷之间的相互作用力与万有引力的性质不同。理解k值的物理意义。
知识巩固1
【例1】、已知氢核(质子)的质量是1.67×10-27kg,电子的质量是9.1×10-31kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m,试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。
1.2库仑定律
三、库仑的实验 库仑的实验 实验装置——库仑扭秤 库仑扭秤 实验装置
实验的处理方法 q/2 q/4 q/8 ......
习题课 适应条件
如图所示,两个完全相同的绝缘金属壳a、 例. 如图所示,两个完全相同的绝缘金属壳 、b 的半径为 R,质量为 ,两球心之间的距离为 ,质量为m,两球心之间的距离为l =3R.若使它们带上等量 的异种电荷,电荷量 若使它们带上等量 的异种电荷, 库仑力F 为q,那么两球之间的万有引力 引,库仑力 库 ,那么两球之间的万有引力F 分别为( 分别为 答案: 答案:D )
高中物理选修3-1
第一章 静电场
1.2库仑定律 库仑定律
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
一、影响电荷间相互作用力的因素
猜想: .距离. 猜想 1.距离. 2.电量. .电量.
力F对α 对 角的影 响
实验结果表明:电荷之间的作用力随着电 实验结果表明 电荷之间的作用力随着电 荷量的增大而增大, 荷量的增大而增大,随着距离的增大而减 小。
−8
= 3.6 × 10 −47 N
F电 39 = 2.3 × 10 F引
例1.设月球带负电,一电子粉尘悬浮 .设月球带负电, 在距月球中心1 在距月球中心 000 km处;如果把同 处 样的带电粉尘在距月球中心2 样的带电粉尘在距月球中心 000km 处无初速释放, 处无初速释放,则粉尘将 A.向月球下落 B.仍悬浮在原处 . . C.飞向太空 D.无法判断 . .
q1q 2 F=k 2 r
静电力常量k 静电力常量 = 9.0×109N·m2/C2 ×
两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距 时 两个电荷量为 的点电荷在真空中相距1m时,相互 的点电荷在真空中相距 作用力是9.0 × 109N,差不多相当于一百万吨的物体 作用力是 , 所受的重力! 所受的重力
(完整版)高中物理选修3-1公式总结
2、库仑定律:F k一厂(不带正负号)r(k=9.0 W9N-m2/C2, r为点电荷球心间的距离)3、电场强度定义式:E Fq场强的方向:正检验电荷受力的方向.4、点电荷的场强:E A k-Q2 (Q为场源电「A量)5、电场力做功:W AB qU AB(带正负号)6、电场力做功与电势能变化的关系:W电E p7、电势差的定义式:U AB W AB(带正负q号)8电势的定义式: A W AP(带正负号)q(P代表零势点或无穷远处)9、电势差与电势的关系:U AB A BE丄d(d为沿场强方向的距离)11、初速度为零的带电粒子在电场中加速:v第二章、电路1、电阻定律:R g (I叫电阻率)S2、串联电路电压的分配:与电阻成正比U1 R[ R.1—-—- u 1 1—U总U2 R2,R1 R2 总3、并联电路电流的分配:与电阻成反比I 1 R2 . R2 .丨2 R1 1R R2 干4、串联电路的总电阻:R串R1 R2( nR)5、并联电路的总电阻:R并了字(旦)R1 R2 n6、I-U伏安特性曲线的斜率:k tan 丄R12、带电粒子在电场中的偏转:加速度一一a理mdqU丨22md v]偏转角--- tan qU丨2md v013、初速度为零的带电粒子在电场中加速并偏转:&闭合电路欧姆定律:I —R r9、闭合电路的路端电压与输出电流的关系:U E I r10、电源输出特性曲线:电动势E:等于U轴上的截距内阻r :直线的斜率r tan E I短选修3-1公式第一章、电场qU2 I2yc * 2qU12md -mU2I24dU;1、电荷先中和后均分:q qi2q2(带正负号)14、电容的定义:C单位:法拉15、平行板电容器的电容:10、匀强电场的电场强度与电势差的关系:偏转量R12安培力的方向判断:左手定则 5、磁通量:BSsin 单位:韦伯 Wb(B 为B 和S 的夹角,即线和面的夹角) * 6、力矩:M FL (L 为力F 的力臂) * 7、通电矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转的磁力矩:15、热功率:P 热l 2R17、电源输出的最大电功率:第三章、磁场1、 磁场的方向:小磁针静止时 N 极的指向2、 安培定则:判断直线电流、环形电流、 通电螺线管的方向。
高中物理选修3-1《库仑定律》讲义
高中物理选修3-1第一章第2节《库仑定律》导学案教师:嬴本德学生:年级:[考点梳理]【考点一】点电荷(1)概念:当带电体间的距离比它们自身的大小_______(小得多/大得多),以致带电体的______、______及_________对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看做________。
(2)条件:带电体的、以及对所研究的电场的影响可以忽略不计。
(3)模型:点电荷是一种_______模型,只有电荷量,没有大小、形状,类似于力学中的,实际________(存在/不存在)。
思考:只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看做点电荷吗?点电荷就是元电荷吗?[典例1](多选)关于点电荷,下列说法中正确的是()A.真正的点电荷是不存在的B.点电荷是一种理想化的模型C.足够小的带电体一定可以视为点电荷D.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷【实验演示】探究影响电荷相互作用力的因素M是一个带正电的物体,把系在绝缘细线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置,则(1)比较小球在不同位置所受带电体作用力的大小;(这个力的大小可以通过细线偏离竖直方向的夹角来确定)(2)让小球处在同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受作用力的大小;(3)哪些因素影响电荷间作用力的大小?这些因素怎样影响电荷间作用力的大小?实验表明,电荷的作用力随电荷量的增大而,随距离的增大而。
【考点二】库仑定律(重、难点)(1)内容:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成 比,与它们的距离的 次方成 比,作用力的方向在它们的 上。
(2)公式: k 叫静电力常量,数值由实验测定,229/C m N 100.9⋅⨯=k (3)适用条件:① ;② ;③ 。
(4)理解:①运用公式进行计算时,电荷量代 值,力的方向由两电荷的 决定; ②库仑力的叠加遵循 ;③库仑定律是库仑通过实验发现的规律,属于实验定律;④静电力常量k 是利用麦克斯韦的相关理论推算出来的,不是实验测得的常数。
高中物理最基础考点系列考点点电荷试题新人教选修
考点1 点电荷点电荷 (选修3-1第一章:静电场的第二节库仑定律)★★○○(1)点电荷:如果能够把带电体看做带电的点,那么该点就叫做点电荷。
(2)点电荷的条件:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时。
(1)带电体看成点电荷后并不是真的成了一个点,这是一种理想化模型的思想,计算时可以看成是一个点。
(2)当绝缘球表面均匀带电时,我们可以将其电荷看成集中于它的球心,即该球的球心可以看成是点电荷;对于金属球表面带电时,如果两个金属于间的距离较大,远大于金属球半径时,金属球可以看成点电荷;当两个金属球间的距离较小时,由于电荷间的相互作用,一般不能将其看成位于球心处的点电荷。
(3)容易出现的错误:不明确点电荷成立的条件,误认为所有的带电体均可以看成是点电荷而出错;关于点电荷的说法,正确的是( )A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.点电荷一定是电荷量很小的电荷D.当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷【答案】D【解析】带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,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,而不是看物体本身,也不是看它所带的电荷量.选项D正确.1、(西藏自治区拉萨中学2020学年高二上学期第一次月考)下列哪些带电体可视为点电荷A. 电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B. 在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C. 带电的细杆在一定不能视为点电荷D. 带电的金属球一定不能视为点电荷【答案】B【点拨】本题考查带电物体看做点电荷的条件,同一个电荷能否看作点电荷,不仅和带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度的要求.2、(2020学年山西省太原市五中高二10月考)下列关于点电荷的说法,正确的是()A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.点电荷一定是电荷量很小的电荷D.体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看作点电荷【答案】D【精细解读】当体积很小的带电体相距很近,以至于带电体的大小和形状对带电体间作用力影响不能忽略时,此带电体不能看成点电荷,而体积很大的带电体,如果带电体间的距离远大于带电体本身的尺寸,以至于带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时,带电体也可以看成点电荷,故AB错误;点电荷不一定电量很小的电荷,故C错误;体积很大的带电体只要距离足够大,以至于带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时,带电体就可以看成点电荷,故D正确.3、(黑龙江省大庆实验中学2020学年高一6月月考)“曹冲称象”是家喻户晓的典故.“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣.”它既反映出少年曹冲的机智,同时也体现出重要的物理思想方法.下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是()A. 建立“点电荷”的概念B. 建立“瞬时加速度”的概念C. 建立“合运动与分运动”的概念D. 探究合力与物体质量、加速度之间的定量关系【答案】C每道试题20分,总计100分1、关于点电荷,以下说法正确的是( )A. 所有的带电体在任何情况下都可以看成点电荷B. 带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时,带电体可以看成点电荷C. 通常把带电小球看成点电荷,带电小球靠得很近时,它们之间的作用力为无限大D. 以上说法都不对【答案】B【解析】带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时,带电体才可以看成点电荷.故A错,B对;当带电小球靠得很近时,库仑定律不适用,故C错;综合以上可知D错.故选B.2、下列关于点电荷的说法,正确的是( )A. 点电荷一定是电量很小的电荷B. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在C. 只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷【答案】B【解析】当带电体的体积和电荷量对电场的分布没有影响或者是影响可以忽略时,带电体就可以看成是点电荷,与电荷的种类无关,点电荷和质点类似,都是一种理想化的模型,所以B正确,ACD错误.故选B.3、关于物理学思想方法,下列叙述错误的是()A. 演示微小形变时,运用了放大法B. 将带电体看成点电荷,运用了理想模型法C. 平均速度体现了极限思想D. 加速度是采取比值法定义的物理量【答案】C【解析】演示微小形变时,运用了放大法,选项A正确;将带电体看成点电荷,运用了理想模型法,选项B正确;平均速度体现了等效的思想,选项C错误;加速度是采取比值法定义的物理量,选项D正确;此题选择错误的选项,故选C.4、(2020学年四川省南充高中高一下期末)下列关于点电荷和元电荷的说法中,不正确的是()A.只有体积很小的带电体才可以看成点电荷B.带电体间的距离比它们本身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时,带电体就可以视为点电荷C.把1.6×10﹣19 C的电荷量叫元电荷D.任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍【答案】A5、(山西省朔州一中2020学年高二8月月考)如图所示,两个半径均为的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为3r,带等量同种电荷,电荷量为Q,两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )A. 等于229QkrB. 大于229QkrC. 小于229QkrD. 等于22Qkr【答案】C【解析】由于两球心间的距离l为球半径的3倍,它们之间的距离并不是很大,所以此时的电荷不能看【点拨】本题是对库仑定律的条件的考查,掌握住库仑定律的使用的条件是点电荷之间的作用力,只有是点电荷的时候,库仑定律才可以使用,当电荷之间的距离不够大的时候,就不能看成是点电荷,库仑定律就不能使用,注意由于同种电荷相互排斥,电荷间距离大于两球心间的距离._______________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _____高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高二物理人教版选修31课件:第一章第2节 库仑定律
库仑定律公式的应用
A、B、C 三点在同一直线上,AB∶BC=1∶2,B 点位 于 A、C 之间,在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷.当在 A 处
放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的电场力为 F;移去 A
处电荷,在 C 处放一电荷量为-2q 的点电荷,其所受电场力为
( B)
A.-F2
B.F2
3r
小,根据库仑定律,静电力一定大于
Q2 k9r2.
电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为 r 的两点上,所以说静 电力也不等于 kQr22.正确选项为 B.
库仑定律和电荷守恒定律的综合
如图所示,半径相同的两个金属小球 A、B 带有电荷量
大小相等的电荷,相隔一定的距离,两球之间的相互吸引力大小
为 F,今用第三个半径相同的不带电金属小球 C 先后与 A、B 两
知识点二 库仑力的叠加 对于两个以上的点电荷,其中每一个点电 荷所受的总的库仑力,等于其他点电荷分 别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量 和.库仑力的合成和分解仍满足力的平行四边形定则. 任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的,如果知道带电体 上的电荷分布,根据库仑定律和力的合成法则,可以求出带电体 间的静电力的大小和方向.
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
当均匀带电的物体不能看做点电荷求解库仑力时,可把物体分割 成无数个微元,每个微元带电体都可看做点电荷,就可以应用库 仑定律利用对称的方法进行库仑力的叠加求解.
一、电荷库仑定律
练一练
相隔一段距离的两个点电荷,它们之 间的库仑力为F,现使其中一个点电 荷的电荷量变为原来的两倍,同时将 它们的距离也变为原来的两倍,则它 们之间的库仑力变为多少?
库伦定律
(人教版高中物理选修第一章 第2节)
参赛教师单位 山丹一中 参赛教师:赵晓凤(物理) 指导教师:贾旭良(物理)
库仑定律
一、表述:真空中,两个静止点电荷之间的 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。
r 二、表达式: F k 2
人教版高中物理选修3-1课件第一章静电场第2节《库伦定律》
例2. 关于点电荷的下列说法中正确的是.(. .ABD )
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
...
B
任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的;任 意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律,用矢量求和法求 合力。注意,此时金属球不能看成点电荷。
AB 上,欲使整个系统处于平衡状态,则 ( A )
A. Q3 为负电荷,且放于 A 左方 B. Q3 为负电荷,且放于 B 右方 C. Q3 为正电荷,且放于 A 与 B 之间 D. Q3 为正电荷,且放于 B 右方
...
AC
...
高中物理课件
(金戈铁骑 整理制作)
...
第一章 静电场
第二节 库伦定律
...
本节课件设计是在上节课电荷间存在相互作用基础 上,利用实验教学,让学生探究影响电荷间相互作 用力的因素,定性定量概括电荷间的作用规律即库 仑定律。库仑扭秤实验对检验库仑定律具有重要意 义,教学过程中可利用模型或动画等来介绍,并且 可联系类比万有引力章节中的卡文迪许扭秤的放大 思想,对扭秤装置有更好的理解应用。在教学中同 样还应渗透物理学方法的教育,运用理想化模型方 法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模 型——点电荷。
...
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。
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。
...
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库仑定律
距离 1.当带电体间的______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 忽略 可以__________时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做 点电荷 __________. 2.库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力, 正 与它们的电荷量的乘积成______比,与它们的距离的二次方成
答案:AD
【例 3】真空中两个相同的带等量异种电荷的小球 A 和 B (A、B 可看做点电荷),分别固定在两处,两球间的静电力为 F. 用一个不带电的同样的小球 C 先和 A 接触,再与 B 接触,然后 移去 C,则 A、B 两球间的库仑力是多少?
解:设 A、B 两球的电荷量分别为 q 和-q,相距为 r,那 q2 么它们之间的库仑力 F=k 2 ,且为引力.用 C 球接触 A 球时, r q A、 两球带电荷量均为 (平均分配). C 再用 C 球接触 B 球时, B、 2 q C 带电荷量均为-4(先中和后平均分配).移去 C 球时,A、B qq 2· k q2 1 4 球间的库仑力 F′=k 2 =8·2 =8F,为引力. r r
答案:BC
2.库仑定律与牛顿定律的综合应用 结合库仑定律与牛顿运动定律分析处理带电体的问题的方 法与纯力学问题的分析方法一样,要学会把电学问题力学化. 分析方法是:
(1)确定研究对象.如果有几个物体相互作用时,要依据题
意,适当选取“整体法”或“隔离法” .
(2)对研究对象进行受力分析,在受力分析时除了分析重
q1q2 力、 弹力、 摩擦力等力学中常见力外, 多了一个库仑力F=k 2 . r
因此在受力分析时千万不可漏掉库仑力. (3)列平衡方程(F 合=0 或 Fx=0,Fy=0)或应用牛顿第二定 律求解. (4) 在应用库仑定律定量计算式,各量均应采用国际单 位.即:表达式中的 r 单位为 m,电量 q 单位是 C,力的单位 是 N.
有时则不能,如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时,就 不能看成点电荷,而研究它与离它很远的电荷间的作用力时, 就可以看做点电荷.带电体能否看成点电荷,要依具体情况而 定,A、B、C 均错. 答案:D
【触类旁通】 ) 1.关于电荷,下列说法中正确的是( A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B.体积和带电荷量都很小的带电体一定是点电荷 C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷 D.带电的金属球一定不能视为点电荷 解析: 带电体能否视为点电荷,关键是看所研究的问题受 带电体形状和大小的影响大小,像质子也是有结构的,在研究 其内部夸克之间的相互作用时,就不可视为点电荷.研究在球 外较远处的库仑力时,也可将带电金属球看做点电荷,故A、B、 D 错误, C 正确. 答案:C
【例 4】如图 1-2-1 所示,在一条直线上有两个相距 0.4 m 的点电荷 A、B,A 带电荷量为+Q,B 带电荷量为-9Q.现引 入第三个点电荷 C,恰好使三个点电荷处于静电力平衡状态, 问:C 应带什么性质的电?应放于何处?所带电荷量为多少?
图 1-2-1
图 1-2-2
解:根据平衡条件判断,C 应带负电,放在 A 的左边且和 AB 在一 条直线上,如图 1-2-2 所示. 设 C 带电荷量为 q,与 A 点相距为 x,根据平衡条件 qQA QAQB 以 A 为研究对象,有 k 2 =k 2 ① x r qQA qQB 以 C 为研究对象,有 k 2 =k 2② x r+x 1 9 联立①②解得 x= r=0.2 m,q=- Q,故 C 应带负电, 2 4 9 放在 A 的左边 0.2 m 处,带电荷量为-4Q.
【例 5】如图 1-2-4 所示,两个带等量异种电荷的小球, 质量均为 2 g,各用长 L=5.1 cm 的绝缘细线吊住,细线质量不 计,小球可看成质点.当悬点 OO′相距 d=4 cm 时两球处于 平衡,此时两球各偏离竖直方向的距离 L′=1 cm,则每个小 球的电荷量为多少?(取 g=10 m/s2)
1.点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化的模型, 类似于力学中的质点,实际中并不存在. 2.带电体能否看做点电荷是相对于具体问题而言的,不能
单凭其所带电量的多少以及大小和形状确定.只有当研究的位 置到带电体的距离远远大于带电体的线度时,才能当做点电荷 处理.
3.电荷分布不变的均匀带电球体,可等效为电Байду номын сангаас量集中在
q2 必为正电荷
C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9 D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36
图 1-2-3
解析:三个电荷都处于平衡状态,根据库仑定律:
q2q1 q3q1 由 q1 平衡得 k 2=k 2,解得 q2∶q3=4∶9; 2r 3r q2q1 q3q2 由 q2 平衡得 k 2=k 2 ,解得 q1∶q3=4∶1; r 2r q1q3 q3q2 由 q3 平衡得 k =k 2 ,解得 q1∶q2=9∶1. r 3r2 综合上述结果,可知 q1 ∶q2 ∶q3 =36∶4∶9.由“两同夹 异” 可知 A 错误,B、C 正确.
静电力常量 N· 2/C2,叫做______________. m
4.根据 F=k
q1q2 可知,当两个点电荷间的距离 r→0 时, r2
F→∞,这种说法对吗?
从数学角度分析这种说法似乎正确,但从物理意义上分析, 这种说法是错误的,因为当 r→0 时,两带电体已不能看做点电 荷,库仑定律及其公式也就不再适用,不能成立了.
球心的点电荷.
【例 1】关于点电荷,下列说法中正确的是( A.点电荷就是体积小的带电体 B.球形带电体一定可以视为点电荷 C.带电少的带电体一定可以视为点电荷
)
D.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为 点电荷
解析:点电荷不能理解为体积很小的带电体,也不能理解
为电荷量很少的带电体.同一带电体,有时可以看做点电荷,
出力的大小,力的方向根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互
吸引的原则另行判断.
3.库仑定律公式的各物理量要统一用国际单位,只有采用 国际单位时,k 的值才是 9.0×109 N· 2/C2. m 4.空间中有多个电荷时,某电荷所受的静电力是其他所有 电荷单独对其作用的静电力的矢量和(力的合成).
q1q2 【例 2】(双选)关于库仑定律的公式 F=k 2 ,下列说法正 r
【触类旁通】 4.(双选)如图 1-2-3 所示,同一直线上的三个点电荷 q1、
q2、q3,恰好都处于平衡状态,且除相互作用的静电力外不受其
他外力作用.已知 q1、q2 间的距离是 q2、q3 间距离的 2 倍.下 ) 列说法正确的是( A.若 q1、q3 为正电荷,则
q2 也为正电荷
B.若 q1、q3 为负电荷,则
【触类旁通】 2.真空中有两个半径为 R 的带电金属球,设两球带电荷量 绝对值分别为 q1 、q2,两球中心相距为 r(r=4R),对于它们之 间的静电作用力,下列说法正确的是( )
q1q2 A.若带同种电荷时,作用力大小为 F=k 2 r q1q2 B.若带异种电荷时,作用力大小为 F=k 2 r q1q2 C.无论是带同种还是异种电荷,作用力大小 F≠k 2 r D.大小与带电性质无关,只取决于电荷量多少
确的是(
)
A.当真空中的两点电荷间的距离 r→∞时,它们之间的静 电力 F→0
B.当真空中的两点电荷间的距离 r→0 时,它们之间的静
电力 F→∞
C.当两点电荷间的距离 r→∞时,它们之间的静电力 F→0
D.静电力常量 k 的数值是由实验得出的
q1q2 解析:公式 F=k 2 适用的条件是真空中的两点电荷;当 r r→∞时,任何带电体都可视为点电荷,但还必须满足真空的条 件, 选项 A 对,C 错. r→0 时, 当 两电荷就不能看成点电荷了, q1q2 公式 F=k 2 不再成立,选项 B 错.静电力常量的数值是由实 r 验得出的,选项 D 对.
图 1-2-4
图 1-2-5
解:设小球所带电荷量为 q,以带负电小球为研究对象, 受力分析如图 1-2-5. q2 由库仑定律得,静电力 F=k 2 r 此时 r=d-2L′=(4-2×1) cm=2 cm 设悬线与竖直方向夹角为 α,根据平衡条件,有 F=mgtan α L′ 1 1 tan α= 2 =5 2= 2 L -L′ 5.1 -1 解得 q=1.33×10-8 C.
4.真空中有两个带电金属球 A 和 B (A、B 可看做点电荷), 相距为 r,带电量分别为 2q 和 4q,它们之间相互作用力大小为
F.如果把每个球的电量和两球之间距离都减少为原来的一半,
那么两球之间作用力的大小为( A ) F F A.F B. 2 C. 4
D.2F
知识点 1 点电荷
电荷量 理想 1.点电荷是有_________,没有大小、形状的_______模型, 类似于力学中的质点,实际中并不存在. 2.一个带电体能否看做点电荷必须满足的条件:带电体的 小很多 大小比起它到其他带电体的距离__________,带电体的形状和 可以忽略 电荷分布对电荷间的作用力的影响______________.
知识点 2
库仑定律的理解与应用
点电荷 真空 1.库仑定律的适用条件是______中的两个__________ . 2.两个点电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力,其 相反 连线 相等 大小______,方向______,且方向在两者的________上. q1q2 F=k r2 3.库仑定律的表达式:__________ ,其中 k =9.0×109
r 为 F.两小球相互接触后将其固定距离变为 , 则两球间库仑力的 2
大小为( C )
F A. 12
3 B. F 4
4 C. F 3
D.12F
1.解决三点电荷在一直线上的静电力平衡问题 (1)库仑力是电荷间的一种相互作用力.若三个点电荷在一
直线上均处于静电力平衡,则每个点电荷受到的另外两个点电