第一章静电场第2节静电力库仑定律

第1页第一章静电场第2节静电力库仑定律【教学目标】（一）知识与技能1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，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。（二）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，培养学生对实验的观察和分析的能力。（三）情感态度与价值观使学生学到抓住主要因素，忽略次要因素是物理学中研究问题的常用的科学方法。【教学重点】库仑定律──真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定。【教学难点】真空中点电荷作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律。【教学方法】实验法、类比法、讲授法【课时安排】1课时【教学过程】一、复习上课时相关知识二、新课教学【板书】第2节静电力库仑定律引入：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，这说明电荷之间存在相互作用力。翻开课本P9看迷你实验室，感受电荷之间的相互作用力。【板书】一、点电荷理想模型阅读课本P9第2、3、4段引入点电荷定义。【板书】1、点电荷：本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体。——看成只有电荷量没有大小的几何点。阅读课本P10第2段进一步理解点电荷。（回顾：质点的概念，当物体的形状与两物体间的距离相比可以忽略的时候，可以忽略物体的形状和大小，将物体看做质点。）【板书】2、均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。第2页过渡：两个电荷之间的相互作用力跟它们之间的距离以及电荷量有什么关系呢？看课本P10的实验与探究。（控制变量法）【板书】二、库仑定律由实验可知，两个电荷之间的作用力随它们之间距离的增大而减小，随电荷量的增大而增大。精确的实验表明：【板书】1.内容：电荷间的相互作用力，通常叫做库仑力或静电力【板书】2.公式：F＝kQ1Q2r2式中的k是个常量，叫做静电力常量。F、Q1、Q2，r均取国际单位，则k＝9.0×109N·m2/C2。(介绍记忆的方法：“二重九”)【板书】3.方向：作用力的方向在它们的连线上，再根据同性相斥，异性相吸进一步确定。【板书】4.说明：（1）适用条件：真空或空气、点电荷；（2）计算时Q1、Q2仅取电荷量的绝对值，方向再进一步判断；（3）如果点电荷不止两个，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。——静电力叠加原理强调：在库仑定律中，当r→0时，两个电荷间的作用力F→∞，这是没有物理意义的。因为这时的两个带电体已不能看作点电荷，不能直接用库仑定律来计算它们之间的相互作用力。【课堂例题】课本P12例题分析【课堂例题】两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q1=2C正电荷，q2=4C负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用的静电力为F。（1）今将q1、q2、r都加倍，相互作用力如何变？（作用力不变）（2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？（作用力不变）（3）只将r增大4倍，相互作用力如何变？（作用力变为F／25，方向不变。）（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？（接触后电量先中和，第3页FKqqrAB2后多余电量等分，作用力大小变为F／8，方向由原来的吸引变为推斥）（5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？（将带电体间距离变为8r）【课堂例题】如图所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与竖直方向夹角为45,此时小球B受到库仑力F=___________。小球A带的电量qA=____________。解析：根据题给的条件，可知小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如下图所示。小球重力mg。丝线拉力T和小球B对小球A的静电力F的合力为零。（物体的平衡条件是关键）NmgF310245tan题中小球A，B都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用力大小∴C105.0104100.9)103(10245tg8892232ABAqmgrqqK=C105.0104100.9)103(10245tg8892232ABAqmgrqqK小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作用力，所以小球B受到的库仑力大小为2×10-3N。小球A与小球B相互吸引，B带正电，小球A带负电，所以qA=-0.5×10-8C（负号不可缺少）【板书】三、库仑力与万有引力把库仑定律与万有引力定律的比较，通过下表中来系统的认识这两大定律的关系，增强我们对这两大定律的认识与记忆，以便我们在今后的学习当中更好的运用。万有引力库仑力公式F=Gm1m2/r2F=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[来源:学科网ZXXK][来源:学&科&网Z&X&X&K][来源:学#科#网]遵从牛顿第三定律与距离的关系为平方反比【课堂例题】课本P13例题分析从例题中可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力。其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多（电子和质子的静电引力F1是它们间万有引力F2的2.3×1039倍），因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计。【教学反思】