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《1.2静电力库仑定律》福建西山学校高中部高二物理集备教案
2013-10-21 15:20:53 来源：点击：

1.2静电力库仑定律（第一课时）
主稿：岳艳艳	审核：雷秀传	日期：	教师：
知识与技能：	了解两种电荷间的作用规律，掌握库仑定律的内容及其应用。

过程与方法：	知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法总结规律。

情感态度与价值观：	培养学生严谨的科学态度。

教学重点：	掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律
教学难点	真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律
教学过程：				备注：
【新课导入】从上节课我们学习到同种电荷相吸引，异种电荷相排斥，这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。力有大小、方向和作用点三要素，我们今天就来具体学习一下静电力的特点。【新课内容】 1、静电力的三要素的探究：点电荷模型 1）静电力的方向——沿着两电荷的连线。 2）静电力的大小（电荷A对B与B对A的力等大反向，与所带电荷多少无关）板书：1、当带电体的尺寸与它们之间的距离相比可以忽略的时候，可以将带电体看作点电荷。 2、库仑定律 1）库仑定律的内容和意义：库仑实验的结果是：在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。若两个点电荷q1，q2静止于真空中，距离为r，如图 3所示，则q1受到q2的作用力F12为板书： 2、库仑定律（1）真空中两个点电荷的库仑力（静电力） q₂受到q₁ 的作用力F₂₁与F₁₂互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。 2）库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力。板书：（2）库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。例1：半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷Q时相互之间的静电力为F₁，两球带等量异种电荷Q和-Q时相互作用的静电力为F₂，则比较F₁和F₂的大小为：F₁∠ F₂。 3）式中的K是非常重要的物理常数，叫做静电力恒量，数值为板书：（3），这个大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N、Q：C、r：m。 4）公式计算时不要代入电量的符号，因为计算出的正负只能代表静电力是吸引还是排斥，而不能揭示力的真正方向。而且公式, F是Q₁对Q₂的作用力，也是Q₂对Q₁的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解为Q₁¹Q₂，受的力也不等。例2：已知点电荷A电量是B点电荷的2倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力的比值为（ C ） A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.不一定例3：两个质量都是m的小球，都用细线拴在同一点，两细线长度相等，两球都带上正电荷，但甲球电量比乙球多，平衡时两细线分别与竖直方向夹角为θ₁和θ₂，则二者相比，θ₁_____θ₂。（答：=） 5）库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。课后反思：

1.2静电力 库仑定律（第二课时）

主稿：岳艳艳

审核：雷秀传

日期：

教师：

知识与技能：

了解两种电荷间的作用规律，掌握库仑定律的内容及其应用。

过程与方法：

知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法总结规律。

情感态度与价值观：

培养学生严谨的科学态度。

教学重点：

掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律

教学难点

真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律

教学过程：

备注：

【新课内容】
1、库仑定律与万有引力定律的比较：

	万有引力	库仑力
公式	F=Gm₁m₂/r²	F=Kq₁q₂/r²
产生原因	只要有质量就有引力，因此称为万有引力	存在于电荷间，不光有吸引也可能有排斥
相互作用	吸引力与它们质量积成正比		库仑力与它们的电量积成正比
相似	遵从牛顿第三定律
	与距离的关系为平方反比

2、库仑定律的应用
例1：相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q和-Q，要引进第三个点电荷C，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？

解析：如图所示，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，一是AB间，A与B带异性电荷互相吸引，C电荷必须与A、B均产生推斥力，这不可能。二是在BA连线的延长线上，此时C离A近，A带电荷又多，不能同时使A、B处于平衡。三是AB延长线，放B的右侧能满足A、B同时处于平衡，C同时也平衡。
设：点电荷C置于B的右侧且距离B为x，带电荷为q，则
（A处于平衡）
（B处于平衡）
解方程：q=4Q，x=L

本题的解答过程，要求学生能熟练使用库仑定律，物体的平衡条件。同时要求学生有比较强的分析问题，解决问题的能力。

例2：两个正电荷q₁与q₂电量都是3C，静止于真空中，相距r=2m。
（1）在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力。
（2）在O点放入负电荷 Q，求Q受的静电力。（（1）（2）题电荷Q受力为零。）
（3）在连线上A点的左侧 C点放上负点电荷q₃，q₃=1C且AC=1m，求q₃所受静电力。

解当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时，可用力的独立性原理求解，即用库仑定律计算每一个电荷的作用力，就像其他电荷不存在一样，再求各力的矢量和。
（3）q₃受引力F₃₁与引力F₃₂，方向均向右，合力为：

课后反思：

1.2静电力库仑定律（第三课时）
主稿：岳艳艳	审核：雷秀传	日期：	教师：
知识与技能：	了解两种电荷间的作用规律，掌握库仑定律的内容及其应用。

过程与方法：	知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法总结规律。

情感态度与价值观：	培养学生严谨的科学态度。

教学重点：	掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律
教学难点：	真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律
教学过程：				备注：
一. 知识要点： 1. 静电力和点电荷（1）两带电体之间存在着静电力。（2）点电荷：本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体，与质点类似，这是一种理想模型。 2. 库仑定律（1）内容：真空中两个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，同种电荷相斥，异种电荷相吸。（2）公式：库仑力（静电力）的大小：，其中。方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。定律的适用范围：真空中的点电荷。 3. 静电力叠加原理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存在时对该点电荷的作用力的矢量和。 4. 静电力与万有引力的比较它们分别遵从库仑定律与万有引力定律。（1）相同点： ①两种力都是平方反比定律。 ②两种力都有与作用力有关的物理量（电荷量或质量）的乘积，都与乘积成正比。 ③两种力的方向都在两物体的连线上。（2）不同点： ①描述了两种作用，一种是由于物体带电引起的作用，另一种是由于物体具有质量引起的作用。 ②与力的大小相关的物理量不全相同：一是电荷量，另一是质量。 ③静电力可以是引力，也可以是斥力，而万有引力只能是引力。 ④常量不相同：，。二．对库仑定律的理解及应用： 1、应怎样理解“点电荷” 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，实际中并不存在。 2、应用库仑定律解题应注意的问题（1）在理解库仑定律时，有人根据公式设想当r→0时可得出的结论。从数学角度分析是正确的，但从物理角度分析，这一结论是错误的。错误的原因是：当r→0时两电荷已失去了作为点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出现r=0的情况。也就是r→0时，不能再利用库仑定律计算两电荷间的相互作用力。（2）将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行。即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷Q₁、Q₂的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中，从而算出力的大小；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别。（3）要统一国际单位，与统一。（4）如果一个点电荷同时受到另外两个或更多的点电荷的作用力，可根据静电力叠加的原理求出合力。【典型例题】例1. 关于点电荷的下列说法中正确的是（） A. 点电荷就是体积足够小的电荷 B. 点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 C. 体积大的带电体一定不是点电荷 D. 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，这两个带电体可看做点电荷例2. 有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电荷量为7Q，B带电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用力变为原来的多少倍？例3. 两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知，两球心相距10r，其相互作用力为F₁，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力为F₂，则（） A. B. C. D. 例4. 有两个带电轻质小球，电荷量分别为＋Q和＋9Q，在真空中相距0.4m。如果引进第3个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态。求第3个小球带电性质如何？应放在什么位置？电荷量是Q的多少倍？课后反思：