高中物理课件-第二节库仑定律 (第二课时)

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【课件】库仑定律+课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

第九章
静电场及其应用
第2节库仑定律
学习目标
1.通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立
过程中发挥的重要作用。
2.通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立
点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。
3.理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算
点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间

②力与和的乘积成正比，即 ∝

=

∝

新课教学
一、电荷之间的作用力
1.库仑定律：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。
这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。
电荷分布，根据库仑定律就可以求出带电体之间的静电力
的大小和方向。
典例精析
例3. A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，
在B处固定一电荷量为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，
Q所受的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，
则Q所受的静电力为
行研究？
（2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎
样变化？
（3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
新课教学
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离
的增大而减小。
思考1：电荷之间的作用力会不会与万有引
力具有相似的形式呢？
新课教学
一、电荷之间的作用力
1.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与
电的金属球C插入容器并使它靠近A时，

高中物理-库仑定律课件

高中物理-库仑定律课件
一、引言
库仑定律是描述电荷间作用力的重要定律。

本文主要介绍库仑定律的基本概念、公式及应用。

二、电荷
电荷是描述物体持有的一种性质。

通常用q表示。

正电荷：q>0
电荷单位是库仑（C），也可以用电子电荷（e）为单位。

1C=6.25*10^18 e
三、库仑定律
当两个电荷之间存在作用力时，它们所受的力的大小与电荷的大小和它们之间距离的平方成反比。

库仑定律的公式为：
F=k * (q1 * q2) / r^2
其中，
F是两个电荷之间的作用力，单位是牛顿（N）。

q1和q2是两个电荷的大小，单位是库仑（C）。

k是一个常数，被称为库仑常数，其值为：
k=9*10^9 N·m^2·C^-2
四、应用
库仑定律可以用于解决一系列电荷间的作用力问题。

1. 电荷间的吸引力和排斥力
当两个电荷的符号相同时，它们相互排斥，并产生斥力；当两个电荷的符号不同时，它们相互吸引，并产生引力。

这可以用库仑定律来计算。

2. 等效电荷
如果有多个电荷，它们会对彼此产生作用力。

为了简化问题，可以将多个电荷等效为一个电荷，这个电荷的大小就是它们的代数和。

3. 静电力测量
库仑力计可以测量静电力，即站着不动的电荷所产生的力。

通过测量电荷的大小和距离，并使用库仑定律，可以计算出所施加的力的大小。

五、结论。

教科版物理必修第三册精品课件第一章 2.库仑定律 (2)

①两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,库仑定律也
适用,二者间的距离就是球心间的距离。
②两个规则的带电金属球体相距比较近时,不能被看成点电荷,此时两带电
球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。如图(a)所示,若带同种电
1 2
荷,由于排斥而使作用距离变大,此时F<k 2 ;如图(b)所示,若带异种电荷,
来的
1
答案:
4
。
3.议一议。
1 2
1 2
(1)比较库仑定律 F=k 2 与万有引力定律 F=G 2 ,你会发现什么?

提示:仔细观察,我们会发现它们有惊人的相似:两个公式中都有r2,即两种
力都与距离的二次方成反比;两个公式中都有与作用力有关的物理量(电荷
量或质量)的乘积,且两种力都与乘积成正比;这两种力的方向都在两个物
点电荷。
②带电体能否看成点电荷,不是只与它们的大小与距离有关,还与问题所要
求的精度有关。在测量精度要求的范围内,带电体的形状及大小对相互作
用力的影响可以忽略不计时,带电体就可以看成点电荷。
2.对库仑定律的理解
(1)对库仑定律的理解。
①库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷相互作用的理想情况。有人根
据F=k

2
直向下的重力 mg,水平向左的库仑力 F 库=k 2 ,由平衡条件知,当斜面对小球

A 的支持力 N 的大小等于重力与库仑力的合力大小时,细线上的拉力等于 0,
2
2

如图所示,则 =tan θ,所以 =

tan
,选项 C 正确,选

项 B 错误;斜面对小球 A 的支持力 N 始终不会等于 0,选项

物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共24张ppt)

大胆猜想：
电荷的大小
电荷之间的距离
电荷的形状
介质
电荷量
.....
有多种因素影响实验时，我们一般采用什么方法探究？
B
带电量相同，带
电小球偏转角不
同 ,可见其受力
大小不同。
探究实验
思考：
增大？
减小？
B
思考：
电荷之间的距离增大，细线偏转角减小，电荷间的作用力减小。
电荷之间的距离减小，细线偏转角增大，电荷间的作用力增大。
库仑定律
必修三
第九章
第二节
说课部分
学情分析
本节课为高一下学期必修三内容，是高一学生刚接触电学相关知识，
而库仑定律作为高中重点知识之一，需要学生深刻理解掌握，为之后
的内容学习打下基础。
教材分析
库仑定律为高中物理必修三第九章第二节，前两节课学生已经掌握了正
负电荷的概念认识，了解了电荷的性质，本节课将从静电力出发，带领
思考：
增大？
减小？
思考：
电荷量增大，细线偏转角增大，电荷间的作用力增大。
电荷量减小，细线偏转角减小，电荷间的作用力减小。
探究总结
电荷之间的作用力主要与电荷之间的距离、电荷量有关。
观察结论：
库仑定律
真空中两个静止的电点荷之间的相互作
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
适用条件：真空、静止、点电荷
点电荷的电量（C)
点电荷间距离（m)
对库仑定律的理解
真空中两个点电荷的一对静电力是一对相互作用力，满足
牛顿第三定律。
k为静电力常量，其大小由实验测定，其单位由公式中的F，

高中物理课件：库仑定律

三点电荷平衡问题如右图，在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷QA、QB、QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：
(1)正、负电荷必须相互间隔(两同夹异)． (2)QA>QB，QC>QB(两大夹小)． (3)若QC>QA，则QB靠近QA(近小远大)．
思考1：电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢？
电荷量、电荷之间的距离、……
思考2：多个因素影响的时候，我们一般会采用什么
方法进行研究？
控制变量法
思考3：保持A的电荷量不变，P1、P2、P3处电荷相同电荷量也不变，通过观察图片你能发现什么规律？
电荷之间的距离越大，电荷间的作用力越小。思考4：电荷间的作用力大小你是通过什么判断出来的？
库仑定律和力的合成法则也可以求出带电体间的静电力大小和方向。
(3) 计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。
两点电荷，电荷量分别为0.1C、10C，则彼此的静电力大小关系？
(4)F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。
注意a.库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当做真空来处理。
b.静止状态的电荷作用力，称静电力、库仑力
c.两个,两个点电荷之间的作用力，与其它电荷无关。
d：点电荷。理想化模型：抓住主要因素，忽略次要因素。当带电体的大小、形状、带电分布对力影响不大或没有影响时，可作点电荷。
一、电荷之间的作用力
1.内容：
真空中两个静止的点电荷的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

第二节库仑定律(课件)高一物理(人教版2019必修第三册)

人教版必修三
第九章静电场及其应用
第二节库仑定律
法国科学家库仑
复习引入：同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引
思考：电荷之间的相互作用与什么因素有关？
甲
乙
丙
丁
C
图片展示的是带正电的物体和带正电
的小球之间的相互作用力的大小和方向。
在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，
作用力又会怎样变化？请同学们观察图片，
(3)两个点电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，即互为作用力与反作
用力的两个库仑力总是等大反向。
二、库仑定律的考点
④三点电荷共线平衡问题
如图，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c，均可视为点电荷，三球沿一条直
线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，且rab<rbc，则Qa、Qc电性相同，并
10−27 kg，在氢原子内它们之间的最短距为 5.3 × 10−11 m。试比较氢原子中
氢核与电子之间的库仑力和万有引力。
解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6 × 10−27 C
12
F库= 2 = 8.2 × 10−8 N

12
F引=
= 3.6 × 10−47 N
2
F库
F引
2.3 1039
注意：点电荷类似于力学中的质点，也是一种理想化模型
2.静电力：静止电荷之间的相互作用力。也叫作库仑力。
一、库仑定律
3.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。
q1q2
（2）公式： F k 2
式中的k是比例系数，，同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3，恰好都处在

9.2-库仑定律(课件)

现象：r变大，夹角变小；r变小，夹角变大（2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小（3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
电荷之间的作用力随距离增大而减小，随电荷量的增大而增大
实验方法：控制变量法
小球受力示意图
α T
F G tan
小球B
想一想：B球的作用是什么呢？
使A球在水平面内平衡
3、实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系
4、实验方法：控制变量法
刻度盘与指针
细银丝
5、实验步骤：
探究F与r的关系：
(1)把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小
(2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r 的关系
D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
FB
FA
FA>FB -4Q
FA FB
FA
FB
+Q FA=FB
题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？
此时，A、B不能保持平衡
同理可讨论负电荷也只能放在 +Q 的右侧，此时三者都平衡
例6. 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ C ）
用于r=0的情况?
++ +
L=4r
+++
同种电荷电荷布在金属球外侧
+Q
+Q

人教版高中物理课件-库仑定律

A．第一个液滴做自由落体运动，以后的液滴做变加速直线运动，而且都能到达 A 球
B．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，速度为零
C．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，开始做匀速运动
D．一定有液滴无法到达 A 球
答案：D
解析：液滴落在 A 上后，A 上的电荷量变多，A 球与液滴间斥力逐渐增大，设某液滴下落过程中在库仑力和重力作用下，先加速再减速到达 A 球时速度刚好为零，则以后再滴下的液滴将无法到达 A 球。
知識自主梳理
点电荷
1.点电荷是只有电荷量，没有大小、形狀的理想化的模型，类似于力学中的質點，实际并不存在．
2．在带电体的大小比起它到其它带电体的距离小得多，以致带电体的形状和电荷在它上面的分布已无关紧要时，带电体可视为點電荷 .
库仑定律
1.库仑力：电荷间的相互作用力，也叫做静电力。 2．库仑定律 (1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力 F 的大
4．要统一国际单位，与 k＝9.0×109N·m2/C2 统一。 5．如果一个点电荷同时受到另外两个或更多的点电荷的作用力，可根据静电力叠加的原理求出合力。
[特别提醒]库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，与重力、弹力、摩擦力一样是一种“性质力”。同样具有力的共性，例如两个点电荷之间的相互作用力也遵守牛顿第三定律——大小相等、方向相反、作用在同一直线上。在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，对物体的平衡或运动起着独立的作用。
實驗結論電荷間的作用力與距離有關，與電荷量有關
• 三、庫侖定律與萬有引力定律的比較
定律
共同點
區別
影響大小的因素
萬有引力定律
庫侖定律
與兩個物體品質 ①都與距離的有關，只有引力平方成反比

高中物理第2节库仑定律课件

3
探究两个带电小球之间的相互作用
研究方法：控制变量法
演示
实验说明：电荷之间的作用力〔1〕随电荷量的减少而减少; 〔2〕随距离的增大而减少 .
2. 库仑定律
4
1、带电体间作用力小，如何测定带电体间作用力的数量关系？
2、没有电量的单位，怎样确定电量的数量关系？
3、带电体上电荷分布不清楚，如何测定库仑〔〕法国物理学家电荷间的距离？
〔1〕C 球的电性和电量；〔2〕F 的大小。
3. 库仑定律习题课
3. 动力学问题 18
变式. 如下图，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电荷，电荷量均为q。现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r不变，求： (1)C球的电性和电荷量； (2)水平力F的大小。
变式：假设B球带电量为-9Q，原题三问结果如何？
3. 库仑定律习题课
15
2. 平衡问题
2. 如下图，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的
正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而
相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质
点的电荷量逐渐减少，在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉
3. 库仑定律习题课
2. 平衡问题
14
1. 有两个带电小球A、B，电荷量分别为＋Q和＋9Q. 在真空中
相距0.4 m．如果引入第三个带电小球C，正好使三个小球都处
于平衡状态．求：
(1)第三个小球带的是哪种电荷？ (2)应放在什么地方？ (3)电荷量是Q的多少倍？
经验结论：两大夹小〔电量〕两同夹异〔电性〕近小远大〔距离〕

人教版高中物理必修3第9章第2节库仑定律课件(共33页)

人教版高中物理必修3第9章第2节库仑定律课件(共3 3页)
新知讲解
（3）在国际单位制中，电荷量的单位是库仑（C），力的单位是牛
顿（N），距离的单位是米（m）。通过实验测定 k 的数值是
k＝9.0×109 N·m2 / C
思考讨论：有人根据
F
=
k
q1q2 r2
推出当r→0时，F→∞，你认为他
的说法正确吗？
3.点电荷 (1)当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
新知讲解
(2)点电荷是理想化的物理模型点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。 (3)点电荷只具有相对意义点电荷是一个相对的概念，一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电荷。
实验结论：通过上面的实验可以看到，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。
新知讲解
思考：电荷之间的作用力会不会与万有引力
F
=
G
m1m2 r2
具有相似的
形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力，会不会与它们电荷量
的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？
卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。他设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），对电荷之间的作用力开展研究。库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。
②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。

高中物理第9章静电场及其应用2库仑定律第2课时库仑定律的应用课件新人教版必修第三册

探究
静电力作用下的非平衡问题
分析静电力作用下的带电体的非平衡问题，方法与力学中相同，首先分析带电体受到的所有力，再依据牛顿第二定律F合＝ma进行求解；对相互作用的系统，要注意灵活使用整体法与隔离法，并首先选用守恒的观点从能量的角度分析。
典例剖析
典题3 (2022·福建泉州市教科院高二期末)如图，质量m＝ 0.04 kg的带正电的小球A套在光滑的竖直绝缘细杆上，杆底端固定一个与小球A电荷量相等的小球B，整个装置处在真空中。小球A 从离底端h＝0.3 m的位置由静止释放后沿杆下滑，刚释放时加速度大小a＝34g。取重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2·C－2。求：
②在A、B连线的延长线上A的左侧，C带正电时C对B 的作用力为斥力，与A对B作用力方向相同，不可能使B 平衡；C带负电时对A产生吸引力，与B对A作用力方向相同，不可能使A处于平衡状态。
③放在B的右侧，分析方法同②。由分析可知，由于A和B带同种电荷，要使三个电荷都处于平衡状态，C必须放在A、B之间某位置，且为负电荷。设电荷C放在A右侧距其 x′处，电荷量为Qc，对 C 有 kQxA′Q2 C＝k（lQ－BQx′C）2，得 x′＝0.2 m；
答案：－4Q，B的右侧距其l处。
解析：C 只能在 A、B 决定的直线上，A 与 B 带异种电荷互相吸引， C 在 A、B 连线的延长线 B 的右侧(A 在左边，B 在右边)，为负电荷。
设电荷 C 放在 B 右侧距其 x 处，电荷量为 q，由 A 处于平衡得， k（l4＋Qxq）2＝k4Ql2·Q，
对点训练
2．(2022·重庆七中高二上月考改编)如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO 沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球。用一指向竖直杆的力F作用在A球上，使两球均处于静止状态，现将A球沿水平方向向右缓慢拉动一小段距离后，A、 B两小球可以重新平衡。

《高三物理库仑定律》课件

03
库仑定律的应用
库仑定律在日常生活中的应用
01
02
03
静电现象
库仑定律可以解释静电现象，如静电感应、静电屏蔽等。
电场与电势
库仑定律与电场、电势的概念密切相关，可以用来计算电场强度和电势差。
电磁感应
在电磁感应现象中，库仑定律可以用来解释电磁场的相互作用和变化规律。
库仑定律在科学实验中的应用
总结词
等势面的概念
详细描述
在电场中，等势面是具有相同电势能的各点构成的曲面。在等势面上移动电荷时，电场力不做功。
总结词
电势能与电势的关系
详细描述
在电场中，某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。因此，电势能与电势成正比，与电荷量成正比。
电容器的原理与应用
总结词
电容器的原理
详细描述
电容器是储存电荷的元件，其储存电荷的能力用电容表示。一个电容器的电容是指其容纳电荷的本领，与电量和电压无关。
01
静电实验是验证库仑定律的重要手段之一，通过静电实验可以观察到电荷之间的相互作用力，从而验证库仑定律的正确性。
02
静电实验具有简单易行、效果明显的特点，因此在高中物理实验中常常被采用。
静电实验的原理
静电实验的原理基于库仑定律，即两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
库仑定律的公式
总结词
库仑定律的公式是F=k*q1*q2/r^2。
详细描述
库仑定律的公式表示两个点电荷之间的作用力F等于常数k与两个点电荷电量q1 和q2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。其中k是静电力常量。
库仑定律的适用范围

9.2库仑定律（第2课时）课件 -2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电荷，设q1和q2距离为r ，则q2和q3的距离为2r ，对于q1有
可解得
q2 1

q3 9
对于q3有
可解得
故选B。
kq1 q3
(3r )2
q1 9

q2 4

kq2 q3
(2r )2
kq2 q1
r
2

kq1 q3
(3r )2
三、多个电荷相互作用问题
11．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，三个静止的带电小球a、b和c分
B、若为异种电荷，电荷间库仑力为引力，两电荷间距离将减小，它们
之间的静电力越来越大，故加速度越来越大．故B错误．
CD、无论是同种电荷还是异种电荷，因电荷间的静电力与电荷的运动
方向相同，故电荷将一直做加速运动，速度都将增大，故C正确、D错
误．
二、定量解决静电力相关问题
例2．在真空中两个静止的点电荷Q1和Q2 ，它们之间的库仑力
C．
D．
【详解】
试题分析：真空中的点电荷间的相互作用力满足库仑定律的表达式：F k
Q1Q2
R2
，接触
后金属小球电量先中和在均分，金属小球A和B，带电荷量分别为QA=1×10-8C和
QB=1×10-8C，金属小球A和B间的作用力变为原来的 1 ．
故选B
8
二、定量解决静电力相关问题
练3．两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和-Q的电荷量，
故选A。
二、定量解决静电力相关问题
练2．真空中有两个点电荷相距r，相互作用力为F。若两个电荷
的电量都变为原来的2倍，为保持两者的作用力大小不变，则两
个电荷间的距离应变为原来的多少倍（ B ）
A．1