粤教版选修3-5第一章第二节

1、第二节探究静电力第二节探究静电力第一章电场第一章电场栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场1.正确理解点电荷的模型，知道实际带电体能看成点电荷的正确理解点电荷的模型，知道实际带电体能看成点电荷的条件条件2理解库仑定律的内容及公式理解库仑定律的内容及公式,理解库仑定律的适用条件理解库仑定律的适用条件3运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场新知初探新知初探自主学习自主学习一、点电荷一、点电荷自主探究自主探究1在力学中，当一个物体的大小、形状与研究的问题关系在力学中，当一个物体的大小、形状与研究的问题关系不大时，我们可以忽略这些

2、次要因素，而把物体看做一个仅不大时，我们可以忽略这些次要因素，而把物体看做一个仅有质量的点，在研究电荷之间作用力的规律时，是否也有类有质量的点，在研究电荷之间作用力的规律时，是否也有类似的处理方法呢？似的处理方法呢？提示：提示：有有栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场2现有一个半径为现有一个半径为20 cm的带电圆盘，问能否把它看成的带电圆盘，问能否把它看成点电荷？点电荷？提示：提示：能否把带电圆盘看成点电荷，不能只看大小，要能否把带电圆盘看成点电荷，不能只看大小，要视具体情况而定若考虑它与视具体情况而定若考虑它与10 m远处的一个电子的作远处的一个电子的作用力时，完全可以把它看成点电荷；若电

3、子距圆盘只有用力时，完全可以把它看成点电荷；若电子距圆盘只有1 mm时，这一带电圆盘又相当于一个很大的带电平面，而时，这一带电圆盘又相当于一个很大的带电平面，而不能看成点电荷不能看成点电荷栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场成功发现成功发现1点电荷：点电荷：如果一个带电体如果一个带电体,它本身的它本身的_ 比起它到其他比起它到其他带电体的带电体的_ 小得多小得多,那么在研究它与其他带电体的相互那么在研究它与其他带电体的相互作用时作用时,可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象把它抽象成一个几何点这带电的几何点称为成一个几何点这带电的几何点称为_ 2理想

4、模型：理想模型：理想模型方法是物理学常用的研究方法当理想模型方法是物理学常用的研究方法当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住_,忽略忽略_,将研究对象抽象为理想模型将研究对象抽象为理想模型大小大小距离距离点电荷点电荷主要因素主要因素次要因素次要因素栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场二、库仑定律二、库仑定律自主探究自主探究如图如图121所示，把两个带同种电荷的所示，把两个带同种电荷的小球挂在丝线的下端，可看到两球在静电小球挂在丝线的下端，可看到两球在静电斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直方向方

5、向角电荷量不变时，两小球越近，角电荷量不变时，两小球越近，角越大；距离不变时，电荷量越大，角越大；距离不变时，电荷量越大，角越大请根据力学角越大请根据力学知识判断静电力大小的决定因素有哪些？知识判断静电力大小的决定因素有哪些？提示：提示：两小球之间的距离、两小球所带的电荷量两小球之间的距离、两小球所带的电荷量图图121栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场成功体验成功体验1探究方法：变量控制法探究方法：变量控制法(1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系电荷量不变时电荷量不变时,电荷间的距离增大电荷间的距离增大,作用力作用力_;距离减小距离减小,作用力作用力_

6、(2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系电荷间距离不变时电荷间距离不变时,电荷量增大电荷量增大,作用力作用力_;电荷量减小电荷量减小,作用力作用力_ 减小减小增大增大增大增大减小减小栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场2库仑定律库仑定律(1)内容：在内容：在_两个两个_之间的作用力之间的作用力,跟它们的跟它们的电荷量的乘积成正比电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的跟它们间的距离的_成反比成反比作用力的方向在它们的作用力的方向在它们的_电荷之间的作用力称为电荷之间的作用力称为_ ，又叫库仑力，又叫库仑力(2)公式：公式：_.(3)静电力常量静电力常量k _.

7、(4)适用条件：真空中的适用条件：真空中的_真空中真空中点电荷点电荷二次方二次方连线上连线上静电力静电力9.0109 Nm2/C2点电荷点电荷栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场要点探究要点探究讲练互动讲练互动点电荷的理解点电荷的理解1点电荷是物理模型点电荷是物理模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在中的质点，实际中并不存在2带电体看成点电荷的条件带电体看成点电荷的条件如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影

8、响很小的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷就能看成点电荷栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场3点电荷只具有相对意义点电荷只具有相对意义一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不一个带电体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定能单凭其大小和形状确定4注意区分点电荷与元电荷注意区分点电荷与元电荷(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单

9、位荷量的最小单位(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电量的带电量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电量的整数倍整数倍栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场 (单选单选)北京时间北京时间2012年年6月月16日日18时时37分，我国在酒分，我国在酒泉卫星发射中心载人航天发射场，用泉卫星发射中心载人航天发射场，用“长征二号长征二号F”运载火箭运载火箭将我国全新研制的将我国全新研制的“神舟九号神舟九号”飞船发射升空火箭上升过程飞船发射升空火箭上升过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电

10、下列情况中升空后的中由于与大气摩擦产生了大量的静电下列情况中升空后的“长征二号长征二号F”火箭上的静电能被视为点电荷的是火箭上的静电能被视为点电荷的是()A研究研究“长征二号长征二号F”火箭外部与其相距火箭外部与其相距1 m处的一个带电微处的一个带电微粒之间的静电力粒之间的静电力B研究研究“长征二号长征二号F”火箭与地球火箭与地球(带负电带负电)之间的静电力之间的静电力C任何情况下都可视为点电荷任何情况下都可视为点电荷D任何情况下都不可视为点电荷任何情况下都不可视为点电荷例例1栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场【思路点拨思路点拨】解答本题应明确以下两点：解答本题应明确以下两点：(1)明确带电

11、体视为点电荷的条件明确带电体视为点电荷的条件(2)同一带电体能否视为点电荷，要具体问题具体分析同一带电体能否视为点电荷，要具体问题具体分析栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场【解析解析】对带静电的对带静电的“长征二号长征二号F”火箭，如果研究一个火箭，如果研究一个悬浮在距它悬浮在距它1 m处的带电微粒，那么处的带电微粒，那么“长征二号长征二号F”火箭就火箭就相当于一个很大的带电体，与两者距离相比不能忽略，因此相当于一个很大的带电体，与两者距离相比不能忽略，因此这时不能把这时不能把“长征二号长征二号F”火箭视为点电荷，火箭视为点电荷，A项不正确；项不正确；当考虑当考虑“长征二号长征二号F”火箭和

12、地球之间的静电力时，火箭和地球之间的静电力时，“长征长征二号二号F”火箭的大小比它与地球之间的距离小得多，火箭的大小比它与地球之间的距离小得多，“长征长征二号二号F”火箭本身大小可以忽略，可以把它视为点电荷，火箭本身大小可以忽略，可以把它视为点电荷，B项正确；由以上分析可见，项正确；由以上分析可见，“长征二号长征二号F”火箭能否被视为火箭能否被视为点电荷，要具体问题具体分析，所以点电荷，要具体问题具体分析，所以C、D项不正确项不正确【答案答案】B栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场跟踪训练跟踪训练1 (单选单选)下列关于点电荷的说法中下列关于点电荷的说法中,正确的是正确的是()A体积大的带电体

13、一定不是点电荷体积大的带电体一定不是点电荷B当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看成点电荷时，这两个带电体可看成点电荷C点电荷就是体积足够小的电荷点电荷就是体积足够小的电荷D点电荷是电荷量和体积都很小的带电体点电荷是电荷量和体积都很小的带电体解析：选解析：选B.带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论量多少而论,故故A、C、D错一个带电体能否看成点电荷错一个带电体能否看成点电荷,要要依具体情况而定依具体情况而定,只要在测量精度要求的范围内只要在测量精度要求的范围内

14、,带电体的形带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略状、大小等因素的影响可以忽略,即可视为点电荷即可视为点电荷.故故B正确正确.栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场库仑定律的理解库仑定律的理解栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场2静电力的大小计算和方向判断一般分开进行静电力的大小计算和方向判断一般分开进行(1)大小计算大小计算利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入公式，只代入q1、q2的绝对值即可的绝对值即可(2)方向判断方向判断在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸3

15、只有采用国际单位，只有采用国际单位，k的值才是的值才是9.0109 Nm2/C2.栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场4库仑定律严格适用于真空中两个点电荷的相互作用，但库仑定律严格适用于真空中两个点电荷的相互作用，但两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷，两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷，r应指两球应指两球体的球心距体的球心距5库仑力同样遵循牛顿第三定律带电量分别为库仑力同样遵循牛顿第三定律带电量分别为Q1、Q2的的两个带电体之间的库仑力是一对相互作用力两个带电体之间的库仑力是一对相互作用力,无论无论Q1、Q2是是否相等否相等,两带电体所受的库仑力总是大小相等、方向相反两带电体所受的

16、库仑力总是大小相等、方向相反特别提醒：特别提醒：库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，与重力、弹力、摩擦力一样，是一种的特性，与重力、弹力、摩擦力一样，是一种“性质力性质力”，受力分析时不能漏掉受力分析时不能漏掉栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场 两个带电小球的半径均为两个带电小球的半径均为R,当两球心间距为当两球心间距为50R时时,相互间的作用力为相互间的作用力为F.则：则：(1)(单选单选)当两球心间距为当两球心间距为100R时，相互间的作用力为时，相互间的作用力为()A4FBF/2CF/4 D不能确定不能确定(2)(单选单选)当两球

17、心间距为当两球心间距为5R时，相互间的作用力为时，相互间的作用力为()A100F B10FCF/1 000 D不能确定不能确定【思路点拨思路点拨】对于不能视为点电荷的物体间的库仑力不能对于不能视为点电荷的物体间的库仑力不能随便用库仑定律求解，要视具体情况而定随便用库仑定律求解，要视具体情况而定例例2栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场【答案答案】(1)C(2)D栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场跟踪训练跟踪训练2 (单选单选)(2013佛山高二检测佛山高二检测)真空中有相隔距离真空中有相隔距离为为r的两个点电荷，它们分别带的两个点电荷，它们分别带2q和和3q的电量，其间的静电的电量，其间的静

18、电力为力为F，如果保持它们之间的距离，如果保持它们之间的距离r不变，而将它们所带电量不变，而将它们所带电量分别改变为分别改变为3q和和5q，那么它们之间的静电力的大小应为，那么它们之间的静电力的大小应为()A3F/2 B5F/2C5F/8 D不变不变栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场库仑定律的应用库仑定律的应用1两点电荷间的库仑力两点电荷间的库仑力真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷的电荷量及间距有关的电荷量及间距有关,跟它们的周围是否存在其他电荷无关跟它们的周围是否存在其他电荷无关2多个

19、点电荷的静电力叠加：多个点电荷的静电力叠加：对于两个以上的点电荷，其对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力等于其他点电荷分别单独中每一个点电荷所受的总的静电力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和存在时对该电荷的作用力的矢量和栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场 (10分分)两个电荷量分别为两个电荷量分别为Q和和4Q的负点电荷的负点电荷a、b，在真空中相距为在真空中相距为l，如果引入另一点电荷，如果引入另一点电荷c，正好能使这三个，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定点电荷电荷都处于静止状态，试确定点电荷c的位置、电性及它的

20、的位置、电性及它的电荷量电荷量【思路点拨思路点拨】三个电荷均处于平衡状态，每个电荷所受另三个电荷均处于平衡状态，每个电荷所受另外两个电荷的静电力等大反向，相互抵消外两个电荷的静电力等大反向，相互抵消例例3栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场跟踪训练跟踪训练3 若例题中放于若例题中放于a、b两点处的电荷的电荷量分别两点处的电荷的电荷量分别为为Q和和4Q，再在，再在c处放一电荷，使得三个电荷都处于平衡处放一电荷，使得三个电荷都处于平衡状态，试确定状态，试确定c的位置，所放电荷的性质、电荷量的位置，所放电荷的性质、电荷量栏目栏目

21、导引导引第一章电场第一章电场答案：答案：c位于位于a、b连线上两点间的外侧，距离连线上两点间的外侧，距离a点为点为l，所放电，所放电荷为荷为4Q的正电荷的正电荷栏目栏目导引导引第一章电场第一章电场寻规探法寻规探法思维启迪思维启迪根据根据“对称性对称性”用用“等效的思想等效的思想”处理非点电荷间的库仑力处理非点电荷间的库仑力【范例范例】一半径为一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为Q的电荷，另一电荷量为的电荷，另一电荷量为q的点电荷放在球心的点电荷放在球心O上，由于对上，由于对称性，点电荷所受的力为零现在球壳上挖去半径为称性，点电荷所受的力为零现在球壳上挖去半径为r(rR)