库仑定律+(第2课时)+课件+高二上学期物理粤教版(2019)必修第三册

比例系数 k 叫做静电力常量， 国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
库仑定律 3、理解 （1）适用条件：
真空的
静止的 点电荷
库仑定律 3、理解 （2）相互作用力的方向：在它们的连线上。
F斥 q1
r
q2 F斥
+
+
F斥 —
F斥
—
+ F引
F引 —
库仑定律 3、理解 （2）相互作用力的方向 例如：A、B、C三个点电荷固定在某一条直线上， A、B均带正 电，C带负电，分析带电体A和C对B库仑力的方向。
第二节 库仑定律
（第2课时）
学习目标
目标一：了解库仑定律的内涵和适用条件。 目标二：能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力。 目标三：对比库仑定律和万有引力定律的形式，寻找异同点。 目标四：会用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题。
复习回顾
实验结论
电荷之间的作用力F与q1和q2的乘积成正比；与距离r的二次 方成反比。
F
q1q2 r2
学习任务一 了解库仑定律的内涵和适用条件
库仑定律 1、内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电 荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的 方向在它们的连线上。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
库仑定律 2、表达式
F
q1q2 r2
F电
k
q1q2 r2
库仑 定律
表达式
qq
F电 k
12
r2
类比思想 模型建构 放大思想 均分思想
条件 真空中、静止的、点电荷
L2
r2
q 2.25Q
静电力的叠加原理 讨论1：C必须为正电，则C放于何处？所带电量为多少？
讨论2：rAC=2r，则C放于何处？所带电量为多少？
课堂小结
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的
电荷
电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，
作用力的方向在它们的连线上。
理想 模型
内容
库仑扭秤实验 点电荷
F引 = 3.610-47 N
F电 =2.31039 F引
氢原子核和电子之间的静电力远大于万有引力。 研究微观粒子的相互作用时，经常忽略万有引力。
学习任务三 学会用力的平行四边形定则理解静电力的叠加原理
静电力的叠加原理
想一想： 如果空间存在两个以上的点电荷怎样计算
静电力呢？
静电力的叠加原理
（1）如果存在两个以上点电荷，那么每个点 电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力。 （2）对于两个以上的点电荷，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， 这个结论通常称为静电力叠加原理。
2
= 0.144
N
根据平行四边形定则
F = 2F1cos30o = 0.25 N
合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。每个点电荷所 受的静电力大小相等，数值均为0.25N，方向均为另外两个点电
荷连线的垂直平分线向外。
静电力的叠加原理
讨论： 如果底边两个点电荷的电荷量不相等，其他条件不变，q3 所
F1，受到 q2 的排斥力 F2，q3 所受静电 力 F 等于这两个力的合力。由于F1、F2＋ Nhomakorabea＋
大小相等，其合力 F 的方向与 q1、 q2
的连线垂直。
静电力的叠加原理
解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r
都相同。
F1
=
F2
=
k
q2 r2
=9.0 109
2.0 10-6 0.52
【例题1】在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
分析：这是一道计算静电力和万有引力。在氢原子系统中，质子和电子可 被视为点电荷，也可被视为质点，根据库仑定律和万有引力定律可以解答 本题。
静电力的计算
F电 = 8.210-8 N
静电力的叠加原理
【 例 题 2】 真 空 中 有 三 个 带 正 电 的 点 电 荷 ， 它 们 固 定 在 边 长 为 50cm 的 等 边 三 角 形 的 三 个 顶 点 上 ， 每 个 点 电 荷 的 电 荷 量 都 是 2.0× 10-6 C，求它们各自所受的静电力。
＋
＋
＋
静电力的叠加原理
受静电力的方向还与 q1、q2的连线垂直吗？为什么？
迁移： 上题中，如果q2带负电，其他条件不变，求q3 所受的静电力。
静电力的叠加原理
【例题3】如图所示，在一条直线上有两个相距r=0.4m的点电荷
A 、 B，Ａ带电+Q，Ｂ带电-9Q 。 现引入第三个点电荷C，恰好使
三个点电荷都处于平衡状态，则点电荷C应带什么性质的电？放 于何处？所带电量为多少？
A
+
B
+
F引
F斥
C
—
库仑定律 4、意义 （1）库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验定律。
放大思想 类比思想 理想模型 均分思想
库仑定律 4、意义 （2）类比法在库仑定律建立过程中发挥了重要作用。
F万
=
G
m1m2 r2
F电
k
q1q2 r2
学习任务二 学会计算静电力的大小，会判断静电力的方向
静电力的计算
静电力的叠加原理
解：要平衡中间电荷的拉力，C必须为负电，在A的左侧，设C所在位
置与A的距离为L，则C所在位置与B的距离为L+r，要能处于平衡状
态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为q，
则有
k Qq k 9Qq L2 (L r)2
L 0.2m
对点电荷A，其受力也平衡
k Qq k 9Qq
【 例 题 2】 真 空 中 有 三 个 带 正 电 的 点 电 荷 ， 它 们 固 定 在 边 长 为
50cm 的 等 边 三 角 形 的 三 个 顶 点 上 ， 每 个 点 电 荷 的 电 荷 量 都 是
2.0×10-6 C，求它们各自所受的静电力。
分析：如图 所示，q3 受到 q1 的吸引力
＋