第二节库仑定律

第二节库仑定律知识与技能1.掌握库仑定律，知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其数学表达式，知道静电力常量2.会用库仑定律的公式进行有关的计算3.知道库仑扭秤的实验原理过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律情感态度与价值观培养学生的观察与探究能力学习重点：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引入新课：对于电荷的研究，人们最早是通过电荷之间的相互作用来进行的。在牛顿力学成功地描述了物体的机械运动之后，18世纪的物理学家们很自然地把带电物体在相互作用中的表现，与力学中的作用力联系起来。那么，电荷之间相互作用力的大小决定于哪些因素呢？演示实验：探究影响电荷间相互作用力的因素O是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在如图1.2-1所示的1P、2P、3P等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。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大小的变化。哪些因素会影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的大小有什么影响？总结：影响两电荷间作用力的因素：一是距离，二是电量那么，距离和电量是如何影响电荷间的相互作用力的呢？新课教学：指导学生阅读教材P6～7页的“库仑定律”及“库仑实验”部分，讨论并回答下列问题：1.库仑定律（Coulomblaw）的内容是什么？什么叫库仑力（或静电力）（electrostaticforce）？2.什么叫点电荷（pointcharge）？一个电荷可以看做点电荷的条件是什么？点电荷是理想模型吗？体积很小的物体一定能看做点电荷吗？3.库仑定律的数学表达式是什么？静电力常量（electrostaticforceconstant）的数值是多少？该数值是测量出来的还是计算出来的？4.库仑定律的适用条件是什么？5.库仑扭秤实验中的电量是如何确定的？6.库仑力和万有引力是同种性质的力吗？总结：1.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程反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间这种相互作用力称为静电力或库仑力。2.当带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。当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、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做点电荷。点电荷是一种理想化的物理模型。体积很小的物体不一定能够看做点电荷。3.库仑定律的数学表达式为221rqqkF，静电力常量229C/mN100.9k，k的数值是通过实验来测定的。4.库仑定律的适用条件：⑴真空中（空气中近似成立）；⑵点电荷。5.略。6.库仑力和万有引力是两种不同性质的力。库仑力属于电磁力，万有引力属于引力。例1.已知质子的质量是kg1067.127。两个质子在氮原子核中相距约为m1015，试计算着两个质子之间的库仑力和万有引力的大小。解：二者之间的万有引力为N1086.13422rmGF万，二者之间的库仑力大小是N4.23022rqkF库可见，微观粒子之间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可以吧万有引力忽略。指导学生阅读教材P9页的第二段和例2，尝试计算下面的练习。练习：如图1.2-3所示，在边长为a的正方形的每一顶点都放置一个电荷量为q的点电荷。如果保持它们的位置不变，每个电荷受到其它三个电荷的静电力的合力是多大？答案：222)122(aqkF例2.如图1.2-4所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为Q4和Q的点电荷。⑴将另一个点电荷C放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？⑵若要求者三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷C应该是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？解：⑴由点电荷C处于静止可知其在B点的右侧，且有：224BArQqkrQqk，解得：1:2:BArr，即C在AB延长线上，且BCAB。⑵C处的点电荷在电场力作用下平衡了，只要A、B两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡。选B为研究对象，A和C对其的库仑力相等，距离又相等，所以QQQAC4，而且C必须是正电荷。注：判断口诀：三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。作业：P11页“问题与练习”第五题。板书设计：库仑定律一、点电荷1.点电荷的定义：2.看做点电荷的条件3.是理想模型二、库仑定律1.内容：2.数学表达式：3.适用条件：三、动态平衡三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大课后记：