Coulomb’s La讲义w - Delaware Physics：库仑定律-特拉华物理学
库仑定律+讲义 高二上学期物理粤教版(2019)必修第三册
1.2库仑定律（2课时）学习目标：1、理解点电荷的概念 2、掌握库仑定律，会解决库仑定律与力学综合问题学习重点、难点：掌握点电荷概念和库仑定律及其应用知识要点：一、点电荷如果一个带电体，它本身的大小比它到其他带电体的距离小得多，那么在研究它与其他带电体的相互作用时，可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这带电的几何点称为点电荷。
点电荷是一个理想化的模型，实际不存在，类似质点。
思考：现有一个半径为20cm 的带电圆盘，问能否把它看作点电荷？二、库仑定律1、内容：在真空中两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（我们把电荷之间的这种作用力称为静电力，又叫做库仑力）2、公式：F ＝k q 1q 2r2 ，其中k 叫静电力常量，k= （由库仑扭秤实验测得） 3、适用条件：a 、真空，在空气也近似成立。
b 、点电荷 c 、静止，低速运动也近似成立4、库仑力是一种性质力，遵循牛顿第三定律，勿认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大5、万有引力定律和库仑定律对比：（1）相似之处：适用条件，万有引力定律是质点间，库仑定律是点电荷间；表达式相似。
（2）不同之处：万有引力只有吸引力，在天体间表现明显；库仑力既有引力又有斥力，在微观带电粒子间表现明显。
注：由于基本粒子（电子、质子、原子核、离子等）之间的库仑力远比它们之间的万有引力大得多，也比本身受地球引力（重力）大得多，它们之间不必考虑万有引力作用，也不用考虑重力作用。
对于一些质量较大的带电粒子（小球、液滴、灰尘等）一般要考虑重力作用。
例1：两个点电荷甲和乙同处于真空中。
(1)甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的 倍。
(2)保持距离不变，若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的 倍；(3)保持原电荷电量不变，将距离增为原来的2倍，则它们之间的相互作用力变为原来的 倍。
物理：1.2《库仑定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
3．当带电体间的距离比它们自身的大小大的多， ．当带电体间的距离比它们自身的大小大的多， 以至于带电体的 形状 、 大小 及 电荷分布状况 对
它们之间相互作用力的影响可以忽略时， 它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体 就可以看作带电的点，叫做 点电荷 .类似于力学中的， 类似于力学中的， 就可以看作带电的点， 类似于力学中的 质点 也是一种理想化的物理模型. 也是一种理想化的物理模型
F→∞， 从数学角度分析似乎正确 ， 但从物理意义上分 ， 从数学角度分析似乎正确， 这种看法是错误的，因为当r→0时，两带电体已不 析，这种看法是错误的，因为当 时 能看作点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用， 能看作点电荷，库仑定律及其公式也就不再适用，不能 成立了. 成立了
(2)两个导体球，球心之间的距离为 ，由于电荷间 两个导体球，球心之间的距离为r， 两个导体球 力的作用，电荷在导体球上的分布如图1－ － 所示 所示， 力的作用 ， 电荷在导体球上的分布如图 －2－1所示， 两球带同种电荷时F< 两球带同种电荷时 F> . ，两球带异种电荷时， 两球带异种电荷时，
三、库仑定律与万有引力定律的比较 万有引力定律 只有引力 不同点 天体间表现明显 都是场力 公式 条件 两质点之间 真空中两点电荷之间 万有引力场 库仑定律 既有引力又有斥力 微观带电粒子间表现 明显 电场
通过对比我们发现， 大自然尽管是多种多样的， 通过对比我们发现 ， 大自然尽管是多种多样的 ， 但也有规律可循， 具有统一的一面.规律的表达那么简 但也有规律可循 ， 具有统一的一面 规律的表达那么简 捷，揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界的和谐 揭示了自然界中深奥的道理， 之美、简约之美 之美、简约之美.
说明： 该实验采用了控制变量法探究力与电量、 说明 ： 该实验采用了控制变量法探究力与电量 、 距离之间的关系. 距离之间的关系
人教版高中物理必修三《库仑定律》PPT课件
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。
电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。
Байду номын сангаас2.适用条件：
（1）真空中 （2）静止的点电荷
(以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)
3、点电荷
（1）在研究带电体间的相互作用时，如果带电体自身
9.2 库伦定律
（第1课时）
温故知新
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
那么电荷之间相互作用力大小与那些因素相关？
学习目标
1.掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解
库仑定律的含义及其表达式，知道静电力常量。
2.会用库仑定律的公式进行有关的计算。
3.知道库仑扭秤的实验原理。
温故知新
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
2
➢ 两个点电荷之间的作用
力不因第三个点电荷的
存在而有所改变。
➢ 多个点电荷对同一点电
荷的作用力等于各点电
荷单独对这个电荷的作
用力的矢量和。
课堂小结
一个模型：理想化模型———点电荷
一个定律：库仑定律
一个公式：F=kq1q2/r2
一种物理实验方法：控制变量法
一种物理探究过程：定性探究→定量探究
9.2 库伦定律
（第2课时）
学习目标
1.进一步理解库仑定律的含义及其表达式。
2.会分析与库仑力相关的平衡问题。
一.库仑定律
表达式：
q1q2
F k 2
r
q1和q2：两点电荷的电荷量。(计算大小时只将电荷量的绝对值代入)
r：两点电荷间的距离。
静电学_库仑定律
在 x 軸上有三個點電荷 ，∵如Σ右F圖C＝所0示即。F電AC＝荷FABC
∴
k×16×10－6×qC d2
＝
k×9×10－6×qC （d－1）2
置於原點，其電量為
q為qAC(＞＝q2B)01＝9。6考d×－2則1慮＝09：－×1A661（：庫0－dC侖6－庫對；1侖）電A2；荷的電斥Bd荷＝置力4C於＝或置Bx＝d於對＝1xA公47＝（的尺d不引處處合力，，），，其其故電電d量量＝4（m）。 (1)（要無使限kq電遠A4×2荷處qCC除＝所外k受）q。A的×91靜×2 1電0－力6 為零q，C＝d 應1.4為4×10－4（公C）尺；
如右圖所示，在 y 軸上有兩個固定點電荷，均與原點 O 相距a， 其電量皆為＋Q。在 x 軸上與 O 點相距 r 處，有一質量 m，帶電 量－q 之點電荷，庫侖靜電力常數為 k ，則： (1) 此點電荷所受的淨力量值為何？ (2) 若將此點電荷自靜止釋放，且 r＜＜a，則此點電荷在 x 軸上振
動之週期為何？
2 (A) 3 (B) 3 (C) 3 (D) 2
[答案] Ａ
設兩電荷相距為 d，則
Fe＝
dq2 d2
＝mg tanθ，q2∝d2 tanθ∝ l2 sin2θtanθ
q∝sinθ tanθ
q' q
＝
sin60° sin30°×
tan60° tan30°
q' q
＝3。
範例 3 疊加原理與 S.H.M.
Fe＝
（9×109）（1.6×10－19）2 （r）2
（N）
Fg＝
（6.67×10－11）（9.1×10－31）（1.7×10－27） （r）2
（N）
Fe Fg
库仑定律课件ppt
电磁波产生机理
01
02
03
电磁感应
变化的磁场会在空间中激 发电场，从而产生电磁波 。
振荡电流
振荡电流在导线中产生交 变磁场，进而激发电磁波 。
天线辐射
天线上的交变电流产生电 磁场，以电磁波形式向外 辐射。
电磁波传播特性
电磁波传播速度
在真空中，电磁波传播速度等于光速。
电磁波频谱
根据频率和波长的不同，电磁波可分为无线电波、微波、 红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
库仑定律在电子显微镜成像中的应用
库仑定律可以解释电子在电磁透镜中的聚焦和成像过程，有助于优化电 子显微镜的成像效果和提高分辨率。
03
库仑定律在电子衍射中的应用
电子衍射是电子显微镜技术的重要组成部分，库仑定律为电子衍射现象
提供了理论解释，有助于分析样品的晶体结构和化学成分。
等离子体物理和核聚变研究
等离子体物理基础
VS
电势差与电场强度关系
电势差与电场强度之间存在一定的关系， 通过电势差可以计算电场强度的大小和方 向。
电荷分布与相互作用
电荷分布对电场影响
分析不同电荷分布对电场强度和电势差的影 响，如均匀带电球体、无限大带电平面等。
电荷间相互作用力
根据库仑定律，计算两个点电荷之间的相互 作用力，包括大小、方向和作用点。
库仑定律在天线设计中的应用
天线是无线通信的关键部分，其性能直接影响到通信质量。库仑定律为天线设计提供了指 导，如天线长度、形状等参数的选择。
电子显微镜技术
01 02
电子显微镜原理
电子显微镜利用电子束代替光束进行成像，具有更高的分辨率。库仑定 律描述了电子在电磁场中的运动规律，为电子显微镜技术的发展提供了 理论支持。
库仑定律公式
库仑定律科技名词定义中文名称：库仑定律英文名称：Coulomb law定义：表示两个带电粒子间力的定律，关系式为：式中：是带电荷粒子施加在带电荷粒子上的力，k是正的常数，是带电荷粒子到带电荷粒子的矢量，是粒子间的距离，而是单位矢量r21/r。
所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布库仑定律库仑定律：是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥，异名电荷相吸。
公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。
目录库仑定律成立的条件：1.真空中 2.静止 3.点电荷（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）编辑本段库仑定律的验证库仑定律是1784--1785年间库仑通过扭秤实验总结出库仑扭秤来的。
纽秤的结构如下:在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。
为了研究带电体之间的作用力，先使A、B各带一定的电荷，这时秤杆会因A端受力而偏转。
转动悬丝上端的悬钮，使小球回到原来位置。
这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩。
如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力。
如何比较力的大小【通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小】编辑本段COULOMB’S LAW库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律库仑定律真空中，点电荷 q1 对 q2的作用力为F=k*(q1*q2)/r^2 (可结合万有引力公式F=Gm1m2 /r^2来考虑）其中：r ——两者之间的距离r ——从 q1到 q2方向的矢径k ——库仑常数上式表示：若 q1 与 q2 同号， F 12y沿 r 方向——斥力；若两者异号，则 F 12 沿 - r 方向——吸力.显然 q2 对 q1 的作用力F21 = -F12 （1-2）在MKSA单位制中力 F 的单位：牛顿（N）=千克· 米/秒2(kg·m/S2)（量纲：M LT - 2）电量 q 的单位：库仑（C）定义：当流过某曲面的电流1 安培时，每秒钟所通过的电量定义为 1 库仑，即1 库仑（C）= 1 安培·秒（A · S）（量纲：IT）比例常数 k = 1/4pe0 (1-3)=9.0x10^9牛·米2/库2e0 = 8.854 187 818(71)×10 -12 库2/ 牛·米2 ( 通常表示为法拉/米 )是真空介电常数英文名称：permittivity of vacuum说明:又称绝对介电常数。
完整高中物理课件库仑定律
q2 而言，q1 和 q3 必为同性电荷，所以 q1 与 q3 都为负电荷．
栏
(2)由库仑定律和平衡条件知
目 链
对 q1：kq1l21q2＝k?l1q＋1ql32?2①
接
对 q3：k?l1q＋1ql32?2＝kq2l2q2 3②
例 1 真空中有甲、乙两个点电荷，当它们相距 r 时，它们间的
静电力为 F .若甲的电荷量变为原来的 2 倍，乙的电荷量变为原来的 13，
两者间的距离变为 2r，则它们之间的静电力变为 ( )
栏 目
链
接
3F
F
8F
2F
A. 8
B. 6
C. 3
D. 3
解析： 由库仑定律有： F＝kQ甲r2Q乙，F′＝kQ′r甲′Q2 ′乙其
电荷的作用力 __等__于____ 各个点电荷对这个电荷的作用力的
__矢__量__和__．
栏
目
链
7 ． 如 果 知 道 带 电 体 上 的 电 荷 分 布 ， 根 据接
库__仑__定__律__和__力__的__合__成__法__则_ ，就可以求出带电体间的静电力的大
小和方向．
栏 目 链 接
一、库仑定律
接
究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上．
库仑在军队里从事了多年的军事建筑工作，为他 1773 年
发表有关材料强度的论文积累了材料．在这篇论文里，库仑
提出了计算物体上应力和应力分布的方法，这种方法成了结 栏
目
构工程的理论基础，一直沿用到现在．
链
接
1777 年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针
库仑定律-高中物理
库仑定律库仑定律（英文：Coulomb's law）：是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。
公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。
库仑定律成立的条件：真空中；静止；点电荷。
（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）库仑定律：法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。
因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。
库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1.Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。
同种电荷相斥，异种电荷相吸。
上述结论可表示为F=KQ1.Q2/r²，式中，K是静电常量。
如果各个物理量都采用国际制单位，即电荷量的单位用C(库)，力的单位用N，距离的单位用m,则K=9.0×910N·m²/C²定义：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力，与它们的距离的2次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
验证:库仑定律是1784年至1785年间法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验总结出来的。
物理意义(1)描述点电荷之间的作用力，仅当带电体的半径远小于两者的平均距离，才可看成点电荷(2）描述静止电荷之间的作用力，当电荷存在相对运动时，库仑力需要修正为电磁力（Lorentz力）。
但实践表明，只要电荷的相对运动速度远小于光速c，库仑定律给出的结果与实际情形很接近。
注意事项(1)库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。
《库仑定律》PPT教学课件
电荷间相互作用力定量规律发现者：库仑
• 法国物理学家查利·奥古斯丁·库仑于1785年，通过实 验发现，称库仑定律。
• 库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，由此， 电学的研究从定性进入定量阶段。
• 库仑定律的发现电学史中的一块重要的里程碑。
扭称实验
• 3. 阅读课本，了妙的“扭称实验”。阅读P7－库仑的实 验，说明库仑如何获取电荷间的作用力大 小？在当时不知如何测量电量的情况下， 如何获得定量的电荷量关系？
电荷之间的作用力大小随电荷量的增大而增大、 电荷间距离的增大而减小。
• 2. 我们了解了电荷之间的作用力与相关因素之间的 定性关系，那么作用力与相关因素间存在怎样的定量 关系，你有怎样的想法？
类比：万有引力定律，“平方反比”规律 众多研究者确信的规律。最终库仑设计了一个精 巧的实验，对电荷之间的作用力开展研究。
库仑定律和万有引力定律的比较
定义
库仑定律
真空中两个点电荷之间的 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。
万有引力
宇宙间任何两个有质量的物体 间都存在相互吸引，其大小与两物 体的质量乘积成正比，与它们间距 离的平方成反比。作用力的方向在 它们的连线上。
人教版 物理 必修 第三册
9.2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 识解决多个电荷间的相互作用问题。
专题1：库仑定律讲解30页PPT
专题1：库仑定律讲解
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急பைடு நூலகம்不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
新教材2023高中物理粤教版必修第三册：库仑定律课件
几个物理模型的比较
比较项
点电荷
元电荷
小带电体
概念
忽略了大小、形状， 只考虑电荷量的带电 体
电子或质子所 带的电荷量
联系
(1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数 倍； (2)小带电体在一定条件下可视为点电荷
1．关于点电荷，以下说法正确的是( ) A．足够小的电荷就是点电荷 B．一个电子，不论在任何情况下都可视为点电荷 C．点电荷不是一种理想化的模型 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的绝对值，而是看它的 形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计 解析：电荷的形状、体积对分析的问题的影响可以忽略时，就可以 看成是点电荷，并不是足够小的电荷就是点电荷，同理，电子并不 是在任何情况下都可以视为点电荷，A、B项错误；点电荷是一种理 想化的模型，C项错误；一个带电体能否看成点电荷，不是看尺寸的 绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计， D项正确．
解析：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，点是没有大小的， 而实际物体总有大小，故点电荷是理想化模型，故A正确；元电荷是 电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能不能忽略， 物体的带电量一定是元电荷的整数倍，故B错误；只要满足条件即可 看作点电荷，点电荷的电量不一定小，故C错误；点电荷是将带电物 体简化为一个带电的点，元电荷是电量的最小值，故点电荷、元电 荷不是同一种物理模型，故D错误． 答案：A
2．两个带电金属球，当它们带同种电荷时，它们之间的作用力的大
小为F1；当它们带异种电荷时，电荷量与前者相同，距离与前者相
同，它们之间的作用力大小为F2，则( )
A．F1＝F2
B．F1＜F2
C．F1＞F2
D．不能确定
库仑定律教案英语笔记大学
Subject: PhysicsCourse Level: UniversityDuration: 1 HourLearning Objectives:1. Students will understand the concept of Coulomb's Law.2. Students will be able to calculate the electrostatic force between two charges.3. Students will learn the significance of Coulomb's constant in the law.4. Students will be able to apply Coulomb's Law to real-world scenarios.Materials:1. Whiteboard and markers2. Projector and presentation slides3. Handouts with formulas and examples4. Electrostatic force simulation software (optional)Teaching Methods:1. Lecture2. Demonstration3. Group work4. In-class discussionLesson Outline:I. Introduction (5 minutes)- Start the class by briefly reviewing the concept of electric charges and their interactions.- Introduce the need for a mathematical model to describe the force between charges.- Highlight the importance of Coulomb's Law in understandingelectrostatic forces.II. Coulomb's Law (10 minutes)- Present the formula for Coulomb's Law: \( F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \), where \( F \) is the electrostatic force, \( k \) is Coulomb's constant, \( q_1 \) and \( q_2 \) are the magnitudes of the charges, and \( r \) is the distance between the charges.- Explain the meaning of each variable in the formula.- Discuss the significance of Coulomb's constant (\( k \approx 8.99\times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \)).III. Derivation and Explanation (10 minutes)- Briefly discuss the historical context and the experimental setup used by Charles-Augustin de Coulomb to derive his law.- Explain the assumptions and limitations of Coulomb's Law.IV. Example Problems (10 minutes)- Provide a few examples of calculating the electrostatic force between charges using Coulomb's Law.- Use the whiteboard to solve these problems step by step.- Encourage students to participate in the calculations.V. Group Work: Application of Coulomb's Law (10 minutes)- Divide the class into small groups.- Provide each group with a set of problems related to real-world scenarios, such as calculating the electrostatic force between two electrons in an atom or the force between two charged particles in a capacitor.- Instruct students to work together to solve these problems and discuss their findings.VI. In-class Discussion (10 minutes)- Bring the class back together for a group discussion.- Ask each group to share their findings and solutions.- Discuss any challenges they faced and how they overcame them.VII. Conclusion and Summary (5 minutes)- Summarize the key points of the lesson, emphasizing the importance of Coulomb's Law in understanding electrostatic forces.- Encourage students to practice applying Coulomb's Law to various scenarios.Homework Assignment:- Assign a set of problems for students to solve independently, focusing on the application of Coulomb's Law in different contexts.Assessment:- Evaluate students' understanding of Coulomb's Law through their participation in class discussions, group work, and homework assignments.Additional Notes:- Ensure that students have a basic understanding of electric charges and forces before introducing Coulomb's Law.- Use visual aids, such as diagrams and simulations, to help students grasp the concept more easily.- Encourage students to ask questions and engage in the learning process.。