新人教版高中物理选修3－1第一章《库仑定律习》精品学案.doc

新人教版高中物理选修31第一章库仑定律习精品学案课 题选修3-11.5库仑定律习题课学案课 型习题课目 标（一）知识与技能1、通过例题的讲解进一步理解库仑定律的含义及其应用。 2、进一步熟练应用库仑定律的公式进行有关的计算。（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知识主干1.复习回顾2典例分析3课后巩固学 习 过 程1.复习回顾1、复习上一节的内容：（1）库仑定律的内容及表达式。（2）库仑定律的适用条件。适用条件： 真空中，两个点电荷之间的相互作用。（3）应用库仑定律解题注意的事项。2、典型例题分析：【例1】如图1所示，真空中有三个同种点电荷q1、q2和q3，它们固定在一条直线上，电荷量均为q=4.01012c，求q2所受的静电力的大小和方向。【解析】对q2受力分析如图2所示，q2所受的静电力为q3 和q1 对q2的作用力的合力。图1q1对q2的作用力：图2q3对q2的作用力： 代入数据得：，方向沿q2、q3连线指向q3【例2】如图3所示，真空中有两个点电荷a、b，它们固定在一条直线上相距l=0.3m的两点，它们的电荷量分别为qa=161012c，qb=4.01012c，现引入第三个同种点电荷c，（1）若要使c处于平衡状态，试求c电荷的电量和放置的位置？（2）若点电荷a、b不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求c电荷的电量和放置的位置？图3【解析】（1）由分析可知，由于a和b为同种电荷，要使c处于平衡状态，c必须放在a、b之间某位置，可为正电荷，也可为负电荷。设电荷c放在距a右侧x处，电荷量为q3 4(lx)2=x2 x=0.2m即点电荷c放在距a右侧0.2m处，可为正电荷，也可为负电荷。（2）首先分析点电荷c可能放置的位置，三个点电荷都处于平衡，彼此之间作用力必须在一条直线上，c只能在ab决定的直线上，不能在直线之外。而可能的区域有3个， ab连线上，a与b带同种电荷互相排斥，c电荷必须与a、b均产生吸引力，c为负电荷时可满足； 在ab连线的延长线a的左侧，c带正电时对a产生排斥力与b对a作用力方向相反可能a处于平衡；c对b的作用力为推斥力与a对b作用力方向相同，不可能使b平衡；c带负电时对a产生吸引力与b对a作用力方向相同，不可能使a处于平衡；c对b的作用力为吸引力与a对b作用力方向相反，可能使b平衡，但离a近，a带电荷又多，不能同时使a、b处于平衡。 放b的右侧，c对b的作用力为推斥力与a对b作用力方向相同，不可能使b平衡；由分析可知，由于a和b为同种电荷，要使三个电荷都处于平衡状态，c必须放在a、b之间某位置，且为负电荷。设电荷c放在距a右侧x处，电荷量为q3对c： x=0.2m对b： ，为负电荷。【拓展】若a、b为异种电荷呢？【解析】（1）电荷c放在b的右侧，且距b 0.3m处，电量的大小及正负无要求；（2）电荷c放在b的右侧，且距b 0.3m处，c为正电荷，学生归纳后进行总结：同种电荷放中间，异种电荷在两边；远离大球近小球，平衡位置连成线；三个小球都平衡，电量正负有条件；第三小球能平衡，电量正负任意选。【例3】图4如图4所示，把质量为0.2克的带电小球a用丝线吊起，若将带电量为410-8c的小球b靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45，此时小球b受到库仑力f=_。小球a带的电量qa=_。图5【解析】根据题意可知，小球a处于平衡状态，分析小球a受力情况如图5所示。小球a受到重力mg、丝线的张力t；。小球b对小球a的静电力f，三个力的作用。三个力的合力为零。 代入数据解得：由式可知： 代入数据解得： 小球b受到库仑力与小球a受到库仑力为作用力和反作用力，所以小球b受到的库仑力大小为210-3n。小球a与小球b相互吸引，b带正电，小球a带负电，所以：qa=0.5108c【说明】本题在解答过程中，物体的平衡条件成为关键内容，因此分析物体的受力，对力进行分解合成就成了必须的步骤。其次，小球a带电量为qa=-5109c中的负号在答案中不是可缺少的内容，必须重视。课后巩固练习：课内提升：1、两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r,它们带有等量同种电荷q时，相互间的库仑力为f1，若距离不变，它们带有等量异种电荷q时，库仑力为f2，则两力大小（ ）af1f2 bf1f2 cf1f2 d无法确定2、两个相同的金属小球（可看作点电荷），带电量之比为1:7，在真空中相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能是原来的（ ）4/7 3/7 9/7 16/713-1-1a b c d3、如图13-1-1所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。（1）如q2为正电荷，则q1为 电荷，q3为 电荷。（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是 ： ： 。课外迁移：1、两个完全相同的金属球a和b，带异号不等量电荷，相隔一定距离，库仑力为f，把两球相互接触后再放回原处，则两球间的库仑力将：（ ）a、减小 b、增大 c、不变 d、以上情形都有可能2、下列关于点电荷的说法中，正确的是 a只有体积很小的带电体才能看作点电荷b体积很大的带电体一定不是点电荷c当两个带电体的形状对它相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷d任何带电球体，都可看作电荷全部集中于球心的点电荷3、a、b、c三个塑料小球，a和b、b和c、c和a之间都是互相吸引的，如果a带正电，则 ab、c球都带负电 bb球带负电，c球带正电cb、c球中必有一个带负电，另一个不带电 db、c球都不带电4、两个点电荷相距r时相互作用力为f，则 a电量不变距离加倍时，作用力变为f/4b其中一个电荷的电量和两电荷间距都减半时，作用力不变c每个电荷的电量和两电荷间距减半时，作用力为4fd每个电荷的电量和两电荷间距都增加相同倍数时，作用力不变5、真空中两个点电荷q1、q2，距离为r，当q1增大到2倍时，q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：（ ）a、4/9 b、4/27 c、8/27 d、2/276、两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷，相互斥力为3f，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（ ）a0 bf c3f d4f7、库仑定律公式中静电力常数k的大小表示_在国际单位制中k的单位是_8、电子质量为9.110-31kg，电子电量与氢原子核电