选修3-1第一章静电场第12节电荷与库仑定律.doc

教育学科教师辅导讲义 课 题 电荷与库仑定律 教学目的 （1）知道电荷，体会科学研究中的理想模型方法。 掌握库仑定律的内容及其应用。 闪电撕裂天空,震撼大地,这惊心动魄的自然现象背后,蕴含着什么样的物理原理?冬天脱下毛衣,你有没有注意到衣服会蹭出一些电火花?这个现象和自然界中的雷电现象有什么联系吗?请认真阅读一下书本上的开篇的小故事:富兰克林的接引雷电下九天.阅读完之后,请思考,天上的雷电和我们以前学习的摩擦产生的电性质是一样的吗?它从哪里来?它的存在跟我们的生活有哪些关系?带着这些问题,我们来开始今天的课程. 知识梳理 电荷:回顾一下初中时学习的摩擦起电,人么很早就认识到摩擦起电的现象,后来人们又认识到摩擦后物体所带的电荷有两种,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是另一种,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 1.自然界中的两种电荷(由富兰克林命名) ①用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷②用毛皮摩擦过的橡胶棒带正电荷 电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 电荷量:电荷的多少叫做电荷量,用Q或q表示,在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用符号C表示. 起电的方式:①摩擦起电②接触起电③感应起电问: 摩擦起电和感应起电,本质上是一样的吗? 是产生了电荷? 还是电荷发生了转移? 简单的验电器:, 问:验电器的工作原理是什么? 电荷守恒定律:电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量不变.这个结论就叫做电荷守恒定律,是物理学中重要的基本定律之一. 三.元电荷:科学实验发现最小的电荷量是电子所带的电荷量,用e表示,e=1.60×10-19C,实验指出,所有带电物体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍,因此,电荷量e又叫做元电荷. 四.库仑定律:请观察如图的实验,能发现什么规律?增大M球的电量后,又发现什么规律? 法国科学家库仑在总结前人工作基础上通过实验研究确认:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这个规律叫做库仑定律.(电荷间的作用力称作静电力或者库仑力.库仑定律可以表示为F=kQ1Q2/r2.其中k是一个常量,叫做静电力常量,k=9.0×109N·m2/C2.库仑定律中的k值的意义:两个带电量为1库的点电荷,在相距1m时,它们之间的库仑力为9.0×109N.) 点电荷:库仑定律中所说的点电荷只的是一种没有大小的带电体,如果带电体间的距离比它自身线度的大小大的多,以至于带电体的大小形状对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看作点电荷.点电荷是一种理想模型,可以参照质点模型来理解. 重难点突破 1.电荷的性质与电荷转移 【知识点精讲】:自然界中只有两种电荷,正电荷与负电荷.电荷的多少叫电荷量,正电荷的电荷量用正数表示,负电荷的电荷量用负数表示.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.当物体内部的正负电荷数量相时,物体呈电中性.使物体带电的方法有:(1)摩擦起电(2)接触起电(3)感应起电,不管哪种方式起电,都是由于电荷转移的结果.元电荷e=1.60×10-19C. 【典型例题】有三个相同的绝缘小球ABC,其中A带有2.0×10-5C的正电荷,小球BC不带电,现让小球C与A接触下取走,再让小球B与A接触下分开.最后让小球B与C接触下分开,问最终三个小球的带电量是多少? 解析:第一步小球AC接触后分开,AC各带电为1.0×10-5C,第二步让AB接触后分开,AB各带电为0.5﹡10-5C,最后BC接触后分开,BC最终带电量为0.75×10-5C,故最终答案为Qa=0.5×10-5C,Qb=0.75×10-5C,Qc=0.75×10-5C 库仑定律的应用,点电荷的理解 【知识点精讲】真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这个规律叫做库仑定律,库仑定律中所说的点电荷只的是一种没有大小的带电体,如果带电体间的距离比它自身线度的大小大的多,以至于带电体的大小形状对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体就可以看作点电荷.点电荷是一种理想模型.库仑定律中的k值的意义:两个带电量为1库的点电荷,在相距1m时,它们之间的库仑力为9.0×109N. 【典型例题】两个大小相同的带正电的金属小球,所带电量的值分别为Q1Q2,且Q1=Q2,把它们放到相距较远的距离,它们之间的作用力为F,若将两球接触后再放回原位置,求它们之间作用力的大小. 解析:设它们相距的距离为R,由题意F=kQ1Q2/R2=kQ22/