粤教版 (2019)必修 第三册第二节 库仑定律课文配套课件ppt

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必备知识·自主预习储备
知识点一　点电荷1．定义：可以抽象成______的带电体，这个带电的点称为点电荷。2．特点：(1)本身的大小比它与其他带电体的距离______。(2)只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小以及________等因素的影响可以忽略不计。(3)点电荷是一种______的物理模型，和力学中的____模型一样。
3．理想化模型：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________，忽略________，将研究对象抽象为理想化模型，从而使问题的处理大为简化。
知识点二　影响静电力的因素1．实验原理(1)轻质小球的____大小反映电场力的大小。(2)研究电场力与距离和电荷量的关系，都采用________法。2．实验总结电场力F的大小与带电体的电荷量 q及带电体间的距离r都有关。q越__，r越__，则F越大；反之则F越小。
2．库仑扭秤实验(1)实验结果发现电场力F与距离r的______成反比。(2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个________的金属小球____后电荷量____的方法，发现F与 q1和q2的____成正比。
提醒　①静电力的叠加仍然遵循平行四边形定则；②计算库仑力大小时，两电荷都取所带电荷量的绝对值。
体验1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的。( )(2)相互作用的两点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间的库仑力大小一定相等。( )
2．填空已知真空中两点电荷Q与q的作用力为F，现使它们的带电量都增加为原来的2倍，并把它们之间的距离缩小为原来的一半，则此时它们之间的作用力为 ____。
关键能力·情境探究达成
考点1　对点电荷的理解
考点2　对库仑定律的理解及应用
考点3　库仑力作用下的力学问题
库仑扭秤实验库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤。如图所示，悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。改变A和C之间的距离
考点1　对点电荷的理解1．点电荷是理想化模型只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。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，带电体就可看成点电荷。
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，但它一定是元电荷的整数倍。
【典例1】　(多选)下列关于点电荷的说法正确的是(　　)A．无论两个带电体多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷B．一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷C．一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
思路点拨：(1)带电体能否看成点电荷是看其形状、大小对相互作用的影响。(2)均匀的带电球体有时可以看成点电荷，有时不能。
AD　[无论两带电体自身大小怎样，当两带电体之间的距离远大于它们的尺寸时，带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小，可把带电体看作点电荷，故A正确，C错误；尽管带电体很小，但两带电体相距很近，以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略时，两带电体不能被看作点电荷，故B错误；两个带电金属小球，若离得很近，两球所带的电荷在静电力作用下会分布不均，电荷的分布会影响静电力的大小，若带同种电荷，相互排斥，等效的点电荷间距大于球心距离；若带异种电荷，相互吸引，等效的点电荷间距小于球心距离，故D正确。]
[跟进训练]1．我国在西昌卫星发射中心成功发射“中星2D”卫星，卫星升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没有被及时导走，下列情况中，升空后的“中星2D”能被视为点电荷的是(　　)A．研究“中星2D”卫星与距其1 m处的一个带电微粒之间的静电力B．研究“中星2D”卫星与地球(带负电)之间的静电力C．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
B　[由带电体可看作点电荷的条件，研究“中星2D”卫星与距其1 m处的一个带电微粒之间的静电力时，“中星2D”卫星的大小不能忽略不计，不能视为点电荷，故A错误；研究“中星2D”卫星与地球(带负电)之间的静电力，“中星2D”卫星的大小可以忽略不计，能视为点电荷，故B正确；结合A、B选项可知，带电体能否看作点电荷，由所研究问题的性质决定，与带电体自身大小及形状无关，故C、D错误。]
考点2　对库仑定律的理解及应用1．库仑定律的适用条件(1)真空中。(2)静止点电荷。这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。
2．两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，跟它们的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，即作用力与反作用力总是等大反向。3．多个点电荷的库仑力如果一个点电荷同时受到另外两个或多个点电荷的作用力，总的库仑力等于其他点电荷单独存在时对该点电荷作用力的矢量和。
思路点拨：解答本题应注意以下三点：(1)电场力与电荷量大小的关系。(2)电场力与点电荷间距的关系。(3)电场力的方向规定。
[跟进训练]角度1　库仑力的计算2．如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是(　　)
A　 　　　B　　　　　C　　　 D
角度2　库仑定律的适用条件3．如图所示，真空中两个半径为a的金属球固定在绝缘支架上，两球心之间的距离r＝4a，将它们分别带上电荷量为q的异种电荷，静电力常量为k。则关于两球之间库仑力大小的说法，正确的是(　　)
考点3　库仑力作用下的力学问题1．库仑力作用下力学综合问题，可以归纳为“电学问题，力学方法”。静电力是性质力，不是效果力，它与重力、弹力、摩擦力一样，具有自己的特性，同时，具有力的共性，遵循力学规律和力的运算法则。2．具体问题做好“两分析”“一选取”(1)受力分析：除分析重力、接触力之外，还要分析库仑力的作用。(2)状态分析：通过分析确定带电体是处于平衡状态还是非平衡状态。(3)根据题目情境和提供的条件选取恰当的物理规律列方程求解。
[跟进训练]4．如图所示，把一个带正电的小球固定在A处，然后把挂在丝线上的带正电小球先后挂在P1、P2位置。测得丝线两次的偏角分别为α＝45°和β＝30°，而且由于丝线的长度可以调节，两次都确保小球的位置a和b与A在同一条水平线上。如果两带电小球都可以看成点电荷，求两次的间距之比ra：rb。(可用无理数表示)
学习效果·随堂评估自测
1．下列对点电荷的理解正确的是(　　)A．体积很大的带电体都不能看作点电荷B．只有体积很小的带电体才能看作点电荷C．只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷D．当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷
D　[带电体能否看作点电荷是由所研究问题的性质决定的，与自身大小、形状无直接关系，故A、B、C错误；当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体均可看作点电荷，故D正确。]
2．真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力(　　)A．是一对作用力和反作用力B．与点电荷的电荷量成正比，电荷量大的点电荷受力大，电荷量小的点电荷受力小C．当第三个点电荷移近它们时，力的大小和方向会发生变化D．当两个点电荷的距离趋近于零时，库仑力趋近于无限大
回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出点电荷的概念。[提示]　当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离小得多，以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可忽略时，这样的带电体称为点电荷。
2．请写出库仑定律的内容。[提示]　真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。