新教材同步辅导2023年高中物理第一章静电场的描述第二节库仑定律课件粤教版必修第三册

第一章静电场的描述学习目标STSE情境导学1．了解点电荷的概念．2．理解库仑定律，知道静电力常量．(重点)3．会用库仑定律进行有关的计算．(难点)玻璃棒的电量生活中电量分布均匀

越大，小球向的球体可以看作点电荷右的摆角就越大

知识点一点电荷1．定义：如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离小得多，在研究它与其他带电体的相互作用时，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略，即可以把带电体抽象成一个点．2．点电荷是一种理想化的物理模型．知识点二影响静电力的因素库仑定律1．实验结论：当球形导体A电量增加时，摆线偏角增大，说明静电力随带电体电量增加而增大；当球形导体A和通草球B的电量不变，改变A和B之间的水平距离，发现距离越近，摆线偏角越大，说明静电力越大．2．库仑力：电荷间的相互作用力，也叫作静电力．3．库仑定律．(1)内容：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电量q1、q2的乘积成正比，与它们之间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(3)适用条件：真空中的点电荷．4．静电力的叠加原理．(1)两个点电荷之间的作用力不会(选填“会”或“不会”)因第三个点电荷的存在而有所改变．(2)两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．4．静电力的叠加原理．(1)两个点电荷之间的作用力不会(选填“会”或“不会”)因第三个点电荷的存在而有所改变．(2)两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．1．下列关于点电荷的说法中，正确的是(

)A．带电球体一定可以看成点电荷B．直径大于1cm的带电球体一定不能看成点电荷C．直径小于1cm的带电球体一定可以看成点电荷D．点电荷与质点都是理想化的模型解析：一个带电体是否可被看作点电荷，不是以带电体的几何尺度大小而定，而是要分析带电体与发生作用的另外一个带电体之间的距离跟它的几何尺度的大小关系．如果带电体的形状和大小带来的影响很小、可忽略不计时，该带电体则可视为点电荷，A、B、C错误；点电荷与质点一样都是理想化的模型，D正确．答案：D学习小结1．点电荷概念的提炼，是对带电体的抽象．2．通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性探究一对点电荷的理解1．点电荷是物理模型．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，实际并不存在．2．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，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，此时可以把带电体看成点电荷．3．元电荷与点电荷．(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，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是元电荷电荷量的整数倍．【典例1】

关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是(

)A．点电荷是一种理想化的物理模型B．点电荷所带电荷量不一定是元电荷电荷量的整数倍C．点电荷所带电荷量一定很小D．点电荷、元电荷是同一种物理模型解析：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的，而实际物体总有大小，故点电荷是理想化模型，故A正确；元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能不能忽略，物体的带电量一定是元电荷的整数倍，故B错误；只要满足条件即可看作点电荷，点电荷的电量不一定小，故C错误；点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，故点电荷、元电荷不是同一种物理模型，故D错误．答案：A几个物理模型的比较比较项点电荷元电荷小带电体概念忽略了大小、形状，只考虑电荷量的带电体电子或质子所带的电荷量体积较小的带电物体实质物理模型最小电荷量带电物体联系(1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数倍；(2)小带电体在一定条件下可视为点电荷1．关于点电荷，以下说法正确的是(

)A．足够小的电荷就是点电荷B．一个电子，不论在任何情况下都可视为点电荷C．点电荷不是一种理想化的模型D．一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计解析：电荷的形状、体积对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是足够小的电荷就是点电荷，同理，电子并不是在任何情况下都可以视为点电荷，A、B项错误；点电荷是一种理想化的模型，C项错误；一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，D项正确．答案：D2．物理学引入“点电荷”概念，从科学方法上来说是属于(

)A．观察实验的方法B．控制变量的方法C．等效替代的方法D．建立物理模型的方法解析：点电荷是为了研究物理问题方便而引入的物理模型，是由实际物体抽象所得，D正确．答案：D探究二库仑定律的理解应用1．两个点电荷间的库仑力．(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个电荷的电荷量及间距有关，跟它们周围是否存在其他电荷无关．(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电量多少均无关，即作用力与反作用力总是等大反向．2．两个带电球体间的库仑力．(1)两个均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，库仑定律也适用，球心间的距离就是二者的距离．3．静电力的大小和方向．(1)大小的计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公式，只需代入q1、q2的数值．(2)方向：利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断．4．库仑定律和万有引力定律的比较．3.用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是(

)A.保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关B.保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比C．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比探究三库仑定律的综合应用1．静电力的叠加．(1)两个或两个以上点电荷对某一点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．这个结论通常叫作静电力叠加原理．(2)静电力具有力的一切性质，静电力叠加原理实际就是力叠加原理的一种具体表现．(3)静电力的合成与分解满足平行四边形定则，如图所示．解析：对A受力分析，如图所示．处理点电荷的平衡问题的方法(1)确定研究对象，对它进行受力分析，注意库仑力的大小和方向．(2)列平衡方程(F合＝0)解题．5．一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在选项图中，小球M能处于静止状态的是(

)A

B

C

D解析：M受到三个力的作用而处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与库仑力的合力必与M的重力大小相等，方向相反，故选项B正确．答案：B6．两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为L，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个点电荷都处于静止状态，试