庫侖定律教案

2023-01-13 01:15:06 字數 4222 閱讀 9613

教學目標

知識與技能

1、掌握庫侖定律,知道點電荷的概念,並理解真空中的庫侖定律.

2、會用庫侖定律進行有關的計算.

過程與方法

1、滲透理想化方法,培養學生由實際問題進行簡化抽象建立物理模型的能力.

2、滲透控制度量的科學研究方法

情感、態度與價值觀

通過元電荷的教學,滲透物質無限可分的辯證唯物主義觀點.

教學重點、難點

教學重點:

庫侖定律和庫侖力的教學.

教學難點:

關於庫侖定律的教學

教學方法

**、講授、討論、練習

教學手段

演示實驗、多**課件

教學活動

一、庫侖定律:

1、電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。

提問:那麼電荷之間的相互作用力和什麼有關係呢?

結論、電荷之間存在著相互作用力,力的大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關,電量越大,距離越近,作用力就越大;反之電量越小,距離越遠,作用力就越小。作用力的方向,可用同種電荷相斥,異種電荷相吸的規律確定。

2、庫侖定律:內容:真空中兩個靜止的點電荷的相互作用跟它們所帶電量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。

3、庫侖定律表示式:

4、對庫侖定律的理解:

(1) 庫侖定律的適用條件:真空中,兩個點電荷之間的相互作用。

a:不考慮大小和電荷的具體分布,可視為集中於一點的電荷.

b:點電荷是一種理想化模型.

c:介紹把帶電體處理為點電荷的條件.

d:庫侖定律給出的雖是點電荷間的靜電力,但是任一帶電體都可看成是由許多點電荷組成的,據庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力大小和方向.

(2)k:靜電力恒量。重要的物理常數k=9.0×109nm2/c2,其大小是用實驗方法確定

的。其單位是由公式中的f、q、r的單位確定的,使用庫侖定律計算時,各物理量的單位必須是:f:n、q:c、r:m。

(3)關於點電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法,使用公式計算時,點電

荷電量用絕對值代入公式進行計算,然後根據同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。

(4)庫侖力也稱為靜電力,它具有力的共性。它與高一時學過的重力,彈力,摩

擦力是並列的。它具有力的一切性質,它是向量,合成分解時遵從平行四邊形法則,與其它的力平衡,使物體發生形變,產生加速度。若點電荷不是靜止的,而是存在相對運動,那麼它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場力。

(5) ,f是q1與q2之間的相互作用力,f是q1對q2的作用力,也是q2對q1的作用力的大小,是一對作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解為q1q2,受的力也不等。

二、庫侖的實驗

學生閱讀課本上本小節內容

研究方法:控制變數法

與r的關係

與q的關係

【演示】:庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹:物理簡史及庫侖的實驗技巧.

【板書】:2023年,法國物理學家.庫侖,庫侖扭秤實驗

實驗技巧:1.小量放大.2.電量的確定.

3、精講精練

【例1】如下圖所示,兩個質量均為m的完全相同的金屬球殼a與b,其殼層的厚度和質量分布均勻,將它們固定於絕緣支座上,兩球心間的距離為l為球半徑的3倍.若使它們帶上等量異種電荷,使其電荷量的絕對值均為q,那麼關於a、b兩球之間的萬有引力f引和庫侖力f庫的表示式正確的是(  )

答案:d

例2、兩個完全相同的金屬小球,帶電量之比為1:7,相距為r,兩者相互接觸下再放回原來的位置上,則它們的庫侖力可能為原來的(cd )

a. b. c. d.

例3、如右圖所示,懸掛在o點的一根不可伸長的絕緣細線下端有乙個帶電荷量不變的小球a.在兩次實驗中,均緩慢移動另一帶同種電荷的小球b,當b到達懸點o的正下方並與a在同一水平線上,a處於受力平衡時,懸線偏離豎直方向的角度為θ.若兩次實驗中b的電荷量分別為q1和q2,θ分別為30°和45°,則q2/q1為(  )

a. 2 b. 3 c. d.

【練習】絕緣細線的一端與一帶正電的小球m相連線,另一端固定在天花板上,在小球m下面的一絕緣水平面上固定了另乙個帶電小球n,在下列情況下,小球m能處於靜止狀態的是(b  )

【例4】(多選)如圖所示,將一帶電小球a用絕緣棒固定在水平地面上,在它正上方有一懸點o,通過絕緣絲線懸掛乙個與a帶同種電荷的小球b,懸線與豎直方向成某一角度θ,由於絕緣性能不好,a球緩慢漏電,張角變小,則a、b間庫侖力f,絲線上張力t的大小變化情況是( bd )

a.f變大  b.f變小

c.t變大  d.t不變

拓展練習:在例4中a、b的電荷量保持不變,增大b球的質量,

使a、b的距離變為原來的一半,則b球的質量應為原來的多少倍( b )

a、4倍

b、8倍

c、2倍

d、6倍

【練習】(多選)如圖所示,豎直牆面與水平地面均光滑且絕緣,兩個帶有同種電荷的小球a、b分別處於豎直牆面和水平地面,且處於同一豎直平面內。若用圖示方向的水平推力f作用於小球,則兩球靜止於水平位置,如果將小球b向左推動少許並待兩球重新達到平衡時,則兩個小球的受力情況與原來相比( bcd )

a.推力f將增大

b.豎直牆面對小球的彈力將減小

c.地面對小球b的彈力一定不變

d.兩小球之間的距離增大

【例5】在光滑絕緣的水平面上放著三個可看作點電荷的帶電小球a、b、c,它們在相互庫侖力的作用下都處於靜止狀態,已知小球a和b帶電量分別為q1=4.0×10-9 c和q2=-9.0×10-9 c,兩者相距50cm.

①求帶電小球c的電量和放置的位置;

②如果只要求c球能處於平衡狀態,而a、b球可先固定,則對c球的電量、電性、所放的位置有何要求?

答案:(1)、qc=-3.6×10-8c 距a外側100cm處

(2)、距a外側100cm處電量電性沒要求

練習、兩個電荷量分別為q和4q的負點電荷a、b,在真空中相距為l,如果引入另一點電荷c,正好能使這三個電荷都處於靜止狀態,試確定點電荷c的位置、電性及它的電荷量.

答案 :電荷c在a、b之間的連線上,和a相距為處,帶正電,帶電荷量為 q.

例6、如圖所示,質量均為m的三個帶電小球,a、b、c放置在光滑的絕緣水平面上,a與b、b與c相距均為l,a帶電qa=+8q,b帶電qb=+q,若在c上加一水平向右的恒力f,能使a、b、c三球始終保持相對靜止,則外力大小f為多少?c球所帶電荷量qc?

【解析】 a、b、c三者作為整體為研究物件,有:

f=3ma①以a為研究物件,有-k·+k·=ma②

以b為研究物件,有k·+k·=ma③

可解得qc=16q f=,由於c球應吸引a、b,故c球帶負電.

【答案】   -16q

【練習】如圖所示,兩光滑絕緣棒在同一豎直平面內,兩棒與水平面成45°角,棒上各穿有乙個質量為m電量為q的相同小球,它們從同一高度同時由靜止開始下滑,當兩球相距l為多大時,小球速度最大?

例7、長為l的絕緣細線下繫一帶正電的小球,其帶電荷量為q,懸於o點,如圖教所示,當在o點固定乙個正電荷時,如果球靜止在a處,則細線拉力是重力mg的兩倍.現將球拉至圖中b處(θ=60°),放開球讓它擺動,問:

(1)固定在o處的正電荷的帶電荷量為多少?

(2)擺球回到a處時懸線拉力為多大?

【解析】 (1)球靜止在a處時受三個力作用:重力mg、靜電力f和細線拉力ft,由受力平衡和庫侖定律列式:

ft=f+mg,f=k,ft=2mg

三式聯立解得:q=.

(2)擺回的過程只有重力做功,所以機械能守恆,設最低點重力勢能等於零,列如下方程:

(3)mgl(1-cos 60°)=mv2ft′-mg-f=m

(4)由第(1)問知靜電力f=mg

解上述三個方程得:

ft′=3mg.

課題總結:庫侖力作用下的平衡、加速、圓周運動等問題,分別採用前面所學的平衡條件、牛頓運動定律、圓周運動受力特點解答,只是在受力分析是注意庫侖力。

作業第一課時:課本p11 問題與練習 1、2、3

第二課時:課本p11問題與練習 4、5

板書設計

1.2庫侖定律

一、庫侖定律

1、內容:真空中兩個靜止的點電荷的相互作用跟它們所帶電量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。

2、庫侖定律表示式:

3、庫侖定律的適用條件:真空中,兩個點電荷之間的相互作用。

4、點電荷:

是一種理想模型.當帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時,帶電體可視為點電荷.

二、庫侖的實驗

電荷守恆定律庫侖定律導學案

第六章靜電場 第一講電荷守恆定律庫侖定律 一 學習目標 理解物質的電結構 點電荷及電荷守恆定律 能用庫侖定律處理實際問題 二 自學填空 大一輪92 93頁 三 預習問題 1 如何理解電荷量 元電荷 點電荷 源電荷和試探電荷?2 誰命名了正負電荷?誰最早測得了元電荷的數值?3 物體帶電的本質是什麼?請...

第22講電荷及其守恆定律庫侖定律教案新人教版選修

第22講電荷及其守恆定律庫侖定律 考情剖析 注 考綱要求及變化中 代表了解和認識,代表理解和應用 命題難度中的a代表容易,b代表中等,c代表難 知識整合 一 電荷電荷守恆定律 1 電荷 1 兩種電荷 自然界中存在兩種電荷,它們分別為 和 同種電荷互相 異種電荷互相 2 電荷量 電荷量是指物體所帶 的...

高一物理電荷及其守恆定律 庫侖定律

本講教育資訊 一.教學內容 電荷及其守恆定律庫侖定律 知識要點 1.知道各種起電的方法及實質 2.掌握電荷守恆定律的內容 3.知道點電荷的概念和靜電力常數 4.知道庫侖定律,理解它的含義及其表示式 重點 難點解析 一 電荷及其守恆定律 1.物體帶電的實質 1 物質是由原子組成的,而原子又是由原子核和...