2019-2020年高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十二 電荷及其守恒定律 庫侖定律教學(xué)案（無答案）.doc

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2019-2020年高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十二 電荷及其守恒定律 庫侖定律教學(xué)案（無答案） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 了解摩擦起電和感應(yīng)起電；知道元電荷的概念；理解電荷守恒定律. 2. 理解庫侖定律；知道靜電力常量；會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 3. 了解點(diǎn)電荷的概念 【幾個(gè)概念】 三種帶電方式： 三種使物體帶電的方法 　　任務(wù)：經(jīng)歷摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)驗(yàn)過程，知道三種使物體帶電的方法，能從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)物體帶電本質(zhì)。 　　（1）摩擦起電 　　1．摩擦起電：用 使物體帶電叫摩擦起電。 　　2．摩擦起電的微觀解釋 　?、僭拥暮耸浇Y(jié)構(gòu) 　　任何物體都是由原子構(gòu)成的，而原子由帶正電的 和帶負(fù)電的 所組成，電子繞著原子核運(yùn)動(dòng)。 　?、谀Σ疗痣姷脑颍? 　　在通常情況下，原子核帶的正電荷數(shù)跟核外電子帶的負(fù)電荷數(shù) ，原子不顯電性，所以整個(gè)物體是中性的，由原子組成的物體也呈中性。但不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同，當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，原子核束縛電子的本領(lǐng)弱的物體，容易失去電子，它的一些電子就會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，失去電子而帶正電，原子核束縛電子的本領(lǐng)強(qiáng)的，容易得到電子，而帶負(fù)電。用絲綢摩擦過的玻璃棒 電子，帶 電；絲綢 電子，帶 電。用毛皮摩擦過的橡膠棒 電子，帶 電；毛皮 電子，帶 電。 　?、勰Σ疗痣姷膶?shí)質(zhì)： 。 　　④摩擦起電的結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了 。 　　（2）感應(yīng)起電 　　1．觀察演示：（參見課本圖1．1－1）：把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A，B?？梢钥吹紸，B上的金屬箔 了，表示A，B都帶上了 。如果先把C移走，A和B上的金屬箔 ．如果先把A和B分開，然后移開C，可以看到A和B金屬箔仍 ，說明A和B仍帶有電荷；如果再讓A和B接觸，A和B上的金屬箔 ，他們就不再帶電．這說明A和B分開后所帶的是 電荷，重新接觸后等量異種電荷發(fā)生 。 　　2．靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。 　　3．感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電。 　　4．靜電感應(yīng)的原因 　　本質(zhì)原因：把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí)，由于 ，異種電荷相互吸引，使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A和B帶上了 。感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。 　　（3）接觸帶電 　　1．用 方法也可以使物體帶電。 　　（4）三種使物體帶電的方法的共同規(guī)律 　　通過對(duì)三種起電方式本質(zhì)的分析，它們的共同規(guī)律是什么？ 　　答： 電荷守恒定律： 點(diǎn)電荷： 元電荷：3．元電荷：電子或質(zhì)子所帶的電荷量，用e表示，e = 。所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。 比荷：．比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為C/kg。 庫侖定律： 【方法探究】 【例1】關(guān)于點(diǎn)電荷的概念，下列說法中正確的是（ ） A. 當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀對(duì)它們之間相互作用力的影響可忽略時(shí)，這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷 B. 只有體積很小的帶電體才可以看成點(diǎn)電荷 C. 體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷 D. 對(duì)于任何帶電體，總可以把它看成電荷全部集中在球心的點(diǎn)電荷 【例2】關(guān)于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是：（ ） A當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→∞時(shí)，它們之間的靜電力F→0 B當(dāng)真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離r→0時(shí)，它們之間的靜電力F→∞ C當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r→∞時(shí)，庫侖定律的公式就不適用了 D當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離r→0時(shí)，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫侖定律的公式就不適用了 【同步練習(xí)】兩個(gè)相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1∶3，相距為r時(shí)相互作用的庫侖力的大小為F，今使兩小球接觸后再分開放到相距為2r處，則此時(shí)庫侖力的大小為： A. B. C. D. 【例3】如圖所示，在真空中有兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷A、B相距為l,電荷量分別為+4Q和-Q. （1） 將另一個(gè)點(diǎn)電荷C放在哪個(gè)位置，可以使它在庫侖力作用下保持靜止？ （2） 若在A、B兩處的點(diǎn)電荷都不固定，現(xiàn)在要求這三個(gè)點(diǎn)電荷都能保持靜止，那么引入的這個(gè)點(diǎn)電荷應(yīng)是正電荷還是負(fù)電荷？電荷量是多大？ 【同步練習(xí)】如圖所示,三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3的距離為q1與q2的距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電量之比q1：q2：q3為多少？ 例4如圖示，一光滑絕緣導(dǎo)軌，與水平方向成45角，兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為Q的帶同種電荷的小球從等高處由靜止沿導(dǎo)軌下滑(導(dǎo)軌足夠長)．求： (1)兩個(gè)小球間距離為何值時(shí)，兩球速度達(dá)到最大值？ (2)以后小球做何種形式的運(yùn)動(dòng)？ 【同步練習(xí)】如圖示，絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m，電荷量均為＋Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))，它們之間的距離為r，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.求： (1)A受到的靜摩擦力； (2)如果將A的電荷量增至＋4Q，則兩物體將開始運(yùn)動(dòng)．當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí)，A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)的距離？ 【基礎(chǔ)回扣】 1. 自然界中只存在 電荷和 電荷，同種電荷互相 ，異種電荷互相 . 2. 使物體帶電的方法有三種： 、 、 ，其本質(zhì)都是電荷的 . 3. 電荷守恒定律： 電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中電荷的總量 . 4. 元電荷： 迄今為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的 電荷量就是電子所帶的電荷量，即元電荷電荷量e= .實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電體的電荷量都是電荷量e的 倍，電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家 測(cè)得的. 5. 電子的比荷： 電子的 與電子的 之比. 6. 庫侖定律： 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成 ，與它們距離的二次方成 ，作用力的方向在它們的連線上，公式為 ，國際單位制中，靜電力常量k= .庫侖定律的適用條件是 。 【效果評(píng)估】 1．關(guān)于庫侖定律，下列說法正確的是(　　) A．庫侖定律適用于點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷其實(shí)就是體積很小的球體 B．根據(jù)F＝k，當(dāng)兩電荷的距離趨近于零時(shí)，靜電力將趨向無窮大 C．若點(diǎn)電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對(duì)q2的靜電力大于q2對(duì)q1的靜電力 D．庫侖定律和萬有引力定律的表達(dá)式相似，都是平方反比定律 2.帶電微粒所帶的電荷量的值不可能的是下列的：（ ） A.2.410-19C B.－6.410-19C C.－1.610-19C D.410-17C 3.如圖所示，兩根細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B，上下兩根細(xì)線中的拉力分別為FA、FB，現(xiàn)在使A、B帶同種電荷，此時(shí)，上下細(xì)繩受力分別為F/A、F/B，則 A.F/A＝FA、F/B>FB； B.F/A＝FA、F/B< FB； C.F/A< FA、F/B> FB； D.F/A> FA、F/B> FB； B A 4.如圖兩根絲線懸掛在同一點(diǎn)的帶電小球受靜電斥力而互相分開，兩球懸線和豎直方向的夾角分別為α和β，且α＞β，這是因?yàn)椋?（ ） A.B球帶的電量比A球多 B.A球受到的靜電斥力比B球大 C.A球的質(zhì)量比B球小 D.以上說法均有可能 5.有三個(gè)完全相同的金屬小球A、B、C，A球帶電量為7Q，B球帶電量為-Q，C球不帶電。把A、B固定起來，然后讓C球反復(fù)與A、B球接觸，最后移去C球。試問：最后A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮? 【困惑反思】