2023學(xué)年完整公開課版探究靜電力

第二節(jié)探究靜電力

當(dāng)電荷本身的大小比起它到其他帶電體的距離小得多，這樣可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況，把它抽象成一個(gè)幾何點(diǎn)。這樣的帶電體就叫做點(diǎn)電荷。

一、點(diǎn)電荷

討論與交流

一個(gè)帶電體在什么情況下可以看做點(diǎn)電荷？與研究問題所要求的精度有無關(guān)系？1.點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象,是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個(gè)理想化的模型。2.點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小,它所帶的電量也可以很大。點(diǎn)電荷這個(gè)概念與力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”類似。

課堂訓(xùn)練1、（多項(xiàng)）關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是：

A.真正的點(diǎn)電荷是不存在的．

B.點(diǎn)電荷是一種理想模型．

C.足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷．

D.一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì)ABD同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引

既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小決定于那些因素呢？二、庫侖定律

①可能跟電荷電量有關(guān);②可能與兩個(gè)電荷間的距離有關(guān).猜想：演示實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)帶同種電荷的帶電體間的相互作用力的大小和方向結(jié)論：①兩點(diǎn)電荷距離保持不變時(shí)，電荷量越大，相互作用力越大。②兩點(diǎn)電荷電量保持不變時(shí)，距離越小，相互作用力越大。視頻實(shí)驗(yàn)方法——控制變量法

三、庫侖的探究：①小量放大②電量的確定③根據(jù)電荷在金屬球表面上均勻分布的特點(diǎn)，把金屬球上的電荷看成集中在球心的“點(diǎn)電荷”這樣就好確定它們的距離。庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)技巧：庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)（視頻）3.說明：1.點(diǎn)電荷——理想模型2.靜電力常量——k=9.0×109N·m2/C23.適用條件——①真空中（空氣中近似成立）②點(diǎn)電荷4.兩電荷之間的距離趨于零時(shí)，電荷不能視為點(diǎn)電荷2.庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:1.內(nèi)容:

真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們間距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

四、庫侖定律：應(yīng)用庫侖定律時(shí)應(yīng)注意的問題

1.適用條件：公式僅適用于真空中（空氣中近似成立）的兩個(gè)點(diǎn)電荷

間的相互作用。

2.計(jì)算庫侖力的大小與判斷庫侖力的方向二者分別進(jìn)行，即應(yīng)用公式計(jì)算庫侖力的大小時(shí)，不必將表示電荷Q1、Q2帶電性質(zhì)的

+

、

-

號代入公式中，只將其電量的絕對值代入，先計(jì)算出力的大小，再根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷庫侖力的方向3.應(yīng)注意統(tǒng)一單位，因?yàn)殪o電力常k=9.0×109N·m2/C2是國際單位制中的單位?！纠}】1.關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是：A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷；B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷；C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略，這兩個(gè)帶電體可看成質(zhì)點(diǎn)；D.一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷。C2、兩個(gè)點(diǎn)電荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且靜止于真空中，求它們間的相互作用力。這時(shí)F在數(shù)值上與k相等，這就是k的物理意義：

它表示真空中兩個(gè)相距為1m，電荷量都是1C的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力為9.0×109N靜電力常量k的理解答案：F=9.0×109N從庫侖定律的公式F=

kQ1Q2/r2

看出，當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離趨近于零時(shí)，兩電荷間的作用力將變?yōu)闊o限大，這種說法正確嗎？為什么？

答：這種說法不正確。因?yàn)閹靵龆傻倪m用范圍是真空中的點(diǎn)電荷，當(dāng)兩電荷間的距離趨近于零時(shí)，任何小的帶電體都不可能再看作是點(diǎn)電荷了，因而它們之間的作用力的大小已不能用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算和判斷。

3、正點(diǎn)電荷A和B，帶電量均為q，若在其連線的中點(diǎn)上置一點(diǎn)電荷C，使三者均靜止，則點(diǎn)電荷C是：

A.帶正電，電量為q/4；

B.帶負(fù)電，電量為q/2；

C.帶負(fù)電，電量為q/4；

D.正負(fù)電均可，電量為q/4.C【反思總結(jié)】三個(gè)電荷在同一直線上只受庫侖力處于平衡狀態(tài)的規(guī)律(1)三個(gè)電荷的位置關(guān)系是“同性在兩邊，異性在中間”或記為“兩同夾一異”．(2)三個(gè)電荷中，中間電荷的電荷量最小，兩邊同性電荷中哪個(gè)的電荷量小，中間異性電荷距哪個(gè)近一些，或可記為“兩大夾一小，近小遠(yuǎn)大”．【跟蹤發(fā)散】

3－1：如右圖所示，同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3恰好都處于平衡狀態(tài)，除相互作用的靜電力外不受其他外力作用，已知q1、q2間的距離是q2、q3間距離的2倍，下列說法正確的是(

)A．q1、q3為正電荷，q2為負(fù)電荷B．