库仑定律高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第一章

静电场的描述第二节库仑定律1、摩擦起电的过程中，是何种电荷移动？从哪个物体移动到哪个物体？知识回顾2、感应起电，如何判断近端和远端的电性？情境：猜想两电荷间的相互作用力与哪些因素有关？物理学上，把静止电荷之间的相互作用力称为静电力。任务一：探究影响静电力大小的因素问题1：影响带电体间相互作用力的因素有哪些？电荷量？q1？q2？距离r?形状？体积？电荷分布？问题2：能否忽略带电体间形状、体积等因素所带来的影响？模型构建：带电体本身的大小比它到其他带电体的距离小得多，那么在研究它与其他带电体间的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个点，这带电的几何点称为点电荷。带电体有时可以看做点电荷物体有时可以看作质点任务一：探究影响静电力大小的因素思考：

（1）研究静电力大小与电荷量（q1和q2）、距离r的关系，需要用到什么物理思想？

研究：（1）电荷量q不变，改变距离（2）距离r不变，改变电荷量

控制变量法任务一：探究影响静电力大小的因素任务一：探究影响静电力大小的因素观察与思考：

用摩擦起电的方法分别让球形导体A和通草球B带同种电荷，并使球形导体A与通草球B处在同一水平面上。（1）不断给A增加电量，观察摆线偏角的变化。（2）保持A和B上的电量不变，改变A与B之间的水平距离，观察摆线偏角的变化。问题1：导体A与通草球B的作用力会随距离的不同怎样改变呢？两带电体距离一定时，电量增加时，摆线偏角增大，静电力增大；问题2：在同一位置增大或减小导体A所带的电荷量，作用力又会怎样变化？两带电体电量不变，距离越小，摆线偏角越大，静电力越大.任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系问题1：高一我们学习了什么力也是随距离的减小而增大？问题2：微小力不易测量怎么办？问题3：距离不易测量怎么办？问题4：没有量度电荷量的单位怎么办？均分思想++++CA++++CA++DA++DA等倍改变距离放大思想

扭秤实验任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系借助电子秤探究库仑力【观察与思考】如图所示，在干燥的环境中，高精度电子秤上有两块金属圆片A、B固定在两个轻质绝缘支架上，下支架放在电子秤检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈，再穿过固定支架的小孔。（1）下支架放在电子秤检测台面上，将电子秤的示数归零。（2）将A、B两块金属圆片正对距离调为d，然后用起电机让两块金属圆片带上相同的电量（设为q），通过读出电子秤的示数经过单位换算便可得到B对A的静电力的大小。任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系实验一：保持电量不变，把A、B两块金属圆片的距离定量增大，通过读取电子秤示数，经过单位换算便可得到B对A的静电力的大小；探究变量距离

结论：在保持两个带电体的电量不变时，任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系实验二：保持A、B两块金属圆片的距离为d，逐次用另一相同且不带电的金属圆片C与A接触，使A的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，经过单位换算便可得到B每次对A的静电力的大小；静电力电量

结论：在保持两个带电体之间的距离不变时，任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系实验三：保持A、B两块金属圆片的距离为d，逐次用另一相同且不带电的金属圆片C与A接触，使A的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，经过单位换算便可得到B每次对A的静电力的大小；静电力电量

结论：在保持两个带电体之间的距离不变时，任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系任务二：定量探究静电力大小与电荷量、距离的关系任务三：理解库仑定律电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。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：比例系数k叫做静电力常量，国际单位制中，k=9.0×109N·m2/C23、方向：利用电荷之间“同性相斥，异性相吸”的特点判断【讨论与交流】

相隔一定距离的两个带电金属球，因体积偏大而不能被视为点电荷，如果用两个金属球的球心间距离来计算库仑力，计算结果比真实值偏大、偏小还是相等？为什么？

任务三：理解库仑定律任务三：理解库仑定律【例题1】如图,把一电荷为Q=-5×10-8C的小球A用绝缘细绳悬起,若将电荷量为q=+4×10-6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r=30cm时,绳与竖直方向的夹角α=45°,g取10m/s2,k=9.0×109N·m2/C2,且A、B两小球均可视为点电荷,求:(1)A、B两球间的静电力的大小;(2)A球的质量。【答案】(1)0.02N(2)2×10-3kg任务四：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题【例题3】在真空中，两点电荷A、B的电荷量分别为Q1=-9×10-5C和Q2=2.7×10-5C，彼此相距5cm，现在距A电荷r1=4cm、距B电荷r2=3cm处放置点电荷C，其电荷量为q=1.0×10-9C，求点电荷C受到的静电力。任务四：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题

任务四：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题【例题3】两个自由放置带正电荷的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l。如果引入第三个小球，恰好使得三个小球只在它们相互之间的静电力作用下处于平衡状态。问：（1）第三个小球应带何种电荷？（2）第三个带电小球放在何处？（3）第三个小球所带电荷量是多少？任务三：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题方法归纳：三个自由点电荷的平衡问题：①条件：每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反。②规律：

“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；

“两同夹异”——正负电荷相互间隔；

“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；

“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。任务四：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题【例题4】两个带正电荷的小球固定，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l。如果引入第三个小球，恰好使得三个小球只在它们相互之间的静电力作用下处于平衡状态。问：（1）第三个小球应带何种电荷？（2）第三个带电小球放在何处？（3）第三个小球所带电荷量是多少？任务四：探究多点电荷系统中电荷的平衡问题【例题5】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10─6C,求它们所受的库仑力。F1F2F3q1q2q3+++分析根据题意作图（如右图）。