資源簡介

第一章 靜電場
1.2庫侖定律
學習目標
1
2
3
4
新課導入
新課講解
跟蹤訓練
目錄
5
課堂小結
Part 01
學習目標
學習目標
1. 參與“點電荷”理想化模型的提出以及電荷相互作用的定性實驗原理的分析與探究，認識庫侖扭秤實驗。
2. 知道什么是理想化模型，能夠說出庫侖定律的具體內容、適用條件，并能運用庫侖定律求解帶電體之間的庫侖力。
3. 進一步理解模型化思想、類比思想、放大與轉化思想在物理探究中的重要作用。
Part 02
新課導入
新課導入
帶正電的帶電體A置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1 、P2 、P3 等位置。帶電體A與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？ 電荷之間作用力的大小與哪些因素有關？
Part 03
新課講解
新課講解
一、探究電荷之間的作用力
1.點電荷
當帶電體間的距離比它們自身的大小大的多，帶電體的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電體可視為點電荷。
類似于力學中的質點，是一種理想化模型
2.對點電荷的理解
（1）理想化的模型，實際上是不存在的。
（2）均勻帶電的球體,由于球所具有對稱性,即使它們之間的距離不是很大,一般也可以當作點電荷來處理---電荷集中在球心。
新課講解
一、探究電荷之間的作用力
3.研究兩個點電荷之間的相互作用力
如圖，帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、 P2、P3等位置。帶電體C與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢？
（1）在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化？
（2）電荷之間作用力的大小與哪些因素有關？
新課講解
一、探究電荷之間的作用力
3.研究兩個點電荷之間的相互作用力
演示實驗1
（1）距離r不變，改變電荷量
演示實驗2
（2）電荷量q不變，改變距離
新課講解
電荷之間的作用力與萬有引力是否具有相似的形式呢？是否也滿足“平方反比”的規律呢？最終解決這一問題的是法國科學家庫侖。
（1）帶電體C與小球間的作用力會隨距離的減小而增大；
（2）在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力也會增大或減小；
實驗現象
一、探究電荷之間的作用力
3.研究兩個點電荷之間的相互作用力
新課講解
二、庫侖定律
卡文迪許和普里斯特等人都確信“平方反比”規律適用于電荷間的力。定量討論電荷間的相互作用則是兩千年后的法國物理學家庫侖。他設計了一個十分精妙的實驗（扭秤實驗），對電荷之間的作用力開展研究。庫侖做了大量實驗，于1785年得出了庫侖定律。
新課講解
1.內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
2.關系式：
3.電荷之間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力
4.適用條件：
①真空中；②靜止點電荷
二、庫侖定律
新課講解
三、庫侖的實驗
扭秤實驗
實驗原理與方法：
實驗原理： A和C之間的作用力使懸絲扭轉，扭轉的角度和力的大小有一定的對應關系。
實驗方法：控制變量法
新課講解
三、庫侖的實驗
探究F與r的關系：
(1)把另一個帶電小球C插入容器并使它靠近A時，記錄扭轉的角度可以比較力的大小。
(2)改變A和C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出F與r的關系。
改變A和C的電量q1、q2，記錄每次懸絲扭轉的角度，便可找出F與q1、q2的關系
探究F與Q的關系：
新課講解
三、庫侖的實驗
實驗操作視頻：
新課講解
三、庫侖的實驗
????=????????1????2????2
?
實驗結論：
????∝????1????2????2
?
比例系數 k 叫靜電力常量，國際單位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
適用條件：（1）真空中
（2）靜止的
（3）點電荷
新課講解
三、庫侖的實驗
實驗結論：
相互作用力的方向 ：在它們的連線上（如圖）。
+
+
q1
q2
r
—
—
F斥
F斥
F斥
F斥
+
—
F引
F引
注意：
（1）計算時只代電荷量的絕對值；
（2）需通過同種電荷相斥、異種電荷相吸來判斷庫侖力的方向。
四、庫侖定律的初步應用
根據庫侖定律，兩個電荷量為 1 C 的點電荷在真空中相距 1 m 時，相互作用力是 9.0×109 N。差不多相當于一百萬噸的物體所受的重力！可見，庫侖是一個非常大的電荷量單位，我們幾乎不可能做到使相距 1 m 的兩個物體都帶 1 C 的電荷量。
1.靜電力（庫侖力）大小
新課講解
四、庫侖定律的初步應用
2.對靜電力（庫侖力）的理解：
（1）庫侖力是一種性質力，與重力、彈力、摩擦力地位等同。
（2）對帶電體的受力分析，一定不要忘記畫庫侖力。
（3）庫侖力的合成與分解遵循平行四邊形定則。
（4）庫侖力遵守牛頓第三定律，一對庫侖力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。
新課講解
新課講解
萬有引力定律
庫侖定律
不同點
只有引力
既有引力又有斥力
天體間表現明顯
微觀帶電粒子間表現明顯
都是場力
萬有引力場
電場
公式
條件
兩質點之間
兩點電荷之間
五、庫侖定律與萬有引力定律
Part 04
跟蹤訓練
跟蹤訓練
例1 .用控制變量法可以研究影響電荷間相互作用力的因素。如圖所示，O是一個帶電的物體，若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置，可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力大小，這個力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度θ顯示出來。若物體O的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示，物體與小球間距離用d表示，物體和小球之間的作用力大小用F表示。則以下對該實驗現象的判斷正確的是(　　)
A.保持Q、q不變，增大d，則θ變大，說明F與d有關
B.保持Q、q不變，減小d，則θ變大，說明F與d成反比
C.保持Q、d不變，減小q，則θ變小，說明F與q有關
D.保持q、d不變，減小Q，則θ變小，說明F與Q成正比
C
跟蹤訓練
例2?.下列對點電荷的理解正確的是(　　)
A.體積很大的帶電體都不能看作點電荷
B.只有體積很小的帶電體才能看作點電荷
C.只要是球形帶電體，無論球多大，都能看作點電荷
D.當兩個帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體都能看作點電荷
D
解析：帶電體能否看作點電荷是由所研究問題的性質決定的，與自身大小、形狀無直接關系，故A、B、C錯誤；當兩個帶電體的形狀對它們之間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體均可看作點電荷，故D正確。
跟蹤訓練
例3.用兩根等長的絕緣細繩把兩個帶同種電荷的相同小球懸掛在水平天花板同一位置處。兩球的質量分別為mA、mB，A球所帶的電荷量大于B球所帶的電荷量，兩球靜止時細繩與豎直方向的夾角分別為α、β，且α＝β。則(　　)





A.mA＞mB B.mA＜mB
C.mA＝mB D.無法確定
C
Part 05
課堂小結
課堂小結
電荷
庫侖定律
理想 模型
點電荷
表達式
k為靜電力常量
大小
方向判斷
扭秤實驗
真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
內容
真空中、靜止的、點電荷
條件
謝謝

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