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2019-2020年高中物理
1.2库仑定律导学案新人教版选修3-1【学习目标】1.学生明确点电荷是个理想模型知道带电体简化为点电荷的条件,感悟科学研究中建立理想模型的重要意义2.学生知道库仑定律的文字表述及其公式表述和适用条件,会用库仑定律的公式进行有关的计算3.学生了解库仑扭称实验学习重点掌握库仑定律学习难点会用库仑定律的公式进行有关的计算学法建议自主阅读、合作探究【知识衔接】自主学习(阅读P5完成以下问题)一.探究影响电荷间相互作用力的因素问题1猜想可能与哪些因素有关,说出猜测的理由?(阅读课本P5的实验)
(1)实验定性探究一(探究F与距离r的关系)保持小球所带电量不变,使小球处于不同的位置,比较小球所受作用力的大小(怎样看力的大小?)
①现象
②结论
(2)定性探究二(探究F与电量Q
1、Q2的关系)使小球处于同一位置,增大或减少小球所带的电荷量,比较小球所受作用力的大小;
①现象
②结论问该实验能证实我们的猜想吗?那么这一问题是由谁解决的?合作探究二.库仑的实验——库仑扭称实验阅读课本P6的实验问题2
(1)库仑的实验装置是怎样的?与哪个实验很相似?
(2)库仑用到什么研究方法?
(3)如何解决电荷测量问题验证F与Q的关系?如何验证F与r的关系?
(4)库仑的实验得出了什么结论?三.库仑定律
(1)内容
(2)公式
(3)适用条件问题
3、什么是点电荷?与哪个理想模型的定义很相似?问题
4、库仑定律中的常量K是怎样得出的?物理意义是什么?
(4)静电力常量K的值
(5)库仑力合成和分解遵守的法则【练习反馈】1.关于点电荷的下列说法中正确的是( )A.体积大的电荷不能看成的点电荷.B.点电荷是一种理想模型.C.足够小的电荷就是点电荷.D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计2.关于库仑定律,以下说法中正确的是 A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体B.库仑定律是实验定律C.库仑定律仅适用于静止电荷间的相互作用D.根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大3.相隔一段距离的两个点电荷,它们之间的静电力为F,现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍,同时将它们间的距离也变为原来的2倍,则它们之间的静电力变为 A.B.4FC.2FD.★4.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×c求其中一个电荷所受的库仑力【归纳总结】【达标检测】1.某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素,进行了以下的实验:M是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P
1、P
2、P3位置发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力 A.随着电荷量的增大而增大B.与两电荷量的乘积成正比C.随着电荷间距离的增大而减小D.与电荷间距离的平方成反比2.关于点电荷的说法中正确的是()A.真正的点电荷是不存在B.点电荷是一种理想化的物理模型C.小的带电体就是点电荷D.形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体
3.关于库仑定律的公式F=kQ1Q2/r2,下列说法中正确的是()A.当真空中两个电荷间距离r→∞时,它们间的静电力F→0B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了
4.A、B两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B间相互作用的库仑力将()A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定【例题1】两个放在绝缘架上的相同金属球,相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷,相互斥力为3F,现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为()A.0B.FC.3FD.4F【变式训练1】两个相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的 ( )A.4/7B.3/7 C.9/7D.16/7【例题2】A、B两个点电荷,相距为r,A带有9Q的正电荷,B带有4Q的正电荷如果A和B固定,应如何放置第三个点电荷C,才能使此电荷处于平衡状态?此时对C的电性及电量q有无要求?【变式训练2】在边长为a的正方形的每一个顶点都设置一个电荷量为q的正点电荷,如果保持它们位置不变,每个电荷受到其他3个电荷的静电力的合力是多大【巩固达标】
1.要使真空中的两个点电荷间库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是()A.每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B.保持点电荷的带电荷量不变,使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍C.使一个点电荷的带电荷量加倍,另一个点电荷电荷量保持不变,同时将两点电荷间的距离减小为原来的1/2D.保持点电荷的带电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的1/22.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是 A.速度变大,加速度变大B.速度变小,加速度变小C.速度变大,加速度变小D.速度变小,加速度变大
3.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球均可视为点电荷,固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其距离变为,则两球间库仑力的大小为 A.FB.FC.FD.12F【课后作业】1.三个相同的金属小球a、b和c,原来c不带电,而a和b带等量异种电荷,相隔一定距离放置,a、b之间的静电力为F.现将c球分别与a、b接触后拿开,则a、b之间的静电力将变为A.F/2B.F/4C.F/8D.3F/82.两个半径为
0.3m的金属球,球心相距
1.0m放置,当他们都带
1.5×10−5C的正电时,相互作用力为F1,当它们分别带+
1.5×10−5C和−
1.5×10−5C的电量时,相互作用力为F2则A.F1=F2B.F1<F2C.F1>F2D.无法判断★3.如图所示,两个带电金属小球中心距离为r,所带电荷量相等为Q,则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是 A.若是同种电荷,FkB.若是异种电荷,FkC.若是同种电荷,FkD.不论是何种电荷,F=k★4.两个带同种电荷的相同金属小球两球距离远大于小球的直径)所带电量分别为Q1,Q2,现让它们接触后再放回原处,那么它们的相互作用与原来相比( )A.可能变大B.可能变小 C.可能不变D.以上三种都可能存在5.如图1所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C,两者固定于相距20cm的a、b两点上,有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动,该点电荷所处的位置是 A.距a点外侧40cm处B.距a点内侧8cm处C.距b点外侧20cm处图1D.无法确定6.如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.F1B.F2C.F3D.F4★7.一个半径为R的圆盘,带电荷量为Q,OO′为过圆盘的圆心O的直线,且OO′与圆盘面垂直,在OO′上的M点放电荷量为q的另一个点电荷,此时Q与q的库仑力为F,若将q移至N点,Q与q的库仑力为F′.已知OM=MN=R,如图所示,则F′等于 A.2FB.FC.D.以上答案都不对8.如图所示,质量为2g的小球A用丝线悬起,把带电量为
4.0×10-6C的小球B靠近A,当两小球在同一高度相距30cm时,A球恰好平衡,丝线与竖直方向夹角α为30°,则B球受到的静电引力为________、方向为________;A带________电,带电量为________.g取10N/kg9.有三个完全相同的金属球、、,带电量,带电量,不带电.将、固定,且、间距离远大于其半径.然后让反复与、接触,最后移走球.试问、间的相互作用力变为原来的多少倍?★
10.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?小结课后反思答案不印刷预习自测
1、BD
2、BC
3、A
4、
0.25N预习检测
1、C
2、ABD
3、AD
4、C例
1.D变式训练
1.CD例
2.在AB连线之间,距A
0.6r;电性,电量无要求变式训练
2.巩固达标
1.AD
2.C
3.C课后作业
1、C
2、B
3、AB
4、AC
5、A
6、B
7、D
8、
0.012N;水平向左;负;3×10-8C
9、
10、第三个小球带负电;介于+Q与+9Q之间距+Q:
0.1m;所带电量=图2图2。