(完整版)高中物理课件：库仑定律
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库仑定律-完整版课件
3．任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．所 以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和 __平__行__四___边__形___定则就可以求出带电体间的静电力的大 小和方向．
例1 (2012·辽宁抚顺一中高二检测)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，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，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
对 q1：kqx1q2 3－kqr1q2 2＝0 解上述两方程得：q3＝4q，x＝r。
[答案] (1)在q1的外侧距离为r处，对q3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
例 3 如图 3 所示，把质量为 0.2 g 的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电荷量为 4×10－8 C 的
小球 B 靠近它，当两小球在同一高度且相距
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷 量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷 量都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2 都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧。根据库仑 定律和平衡条件列式如下：对 q3：kqx3q21－kxq＋3qr22＝0
F＝mgtan 45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N. 题中小球 A、B 都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用 力大小 F＝kqAr·2qB F＝kqAr·2qB＝mgtan 45°， 所以 qA＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电均为 ＋Q，距离又变为原来的12，故库仑力大小为 F′＝kQ2r·Q2， 所以两球间库仑力的大小为43F，选项 C 正确．
例1 (2012·辽宁抚顺一中高二检测)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，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，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
对 q1：kqx1q2 3－kqr1q2 2＝0 解上述两方程得：q3＝4q，x＝r。
[答案] (1)在q1的外侧距离为r处，对q3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
例 3 如图 3 所示，把质量为 0.2 g 的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电荷量为 4×10－8 C 的
小球 B 靠近它，当两小球在同一高度且相距
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷 量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷 量都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2 都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧。根据库仑 定律和平衡条件列式如下：对 q3：kqx3q21－kxq＋3qr22＝0
F＝mgtan 45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N. 题中小球 A、B 都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用 力大小 F＝kqAr·2qB F＝kqAr·2qB＝mgtan 45°， 所以 qA＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电均为 ＋Q，距离又变为原来的12，故库仑力大小为 F′＝kQ2r·Q2， 所以两球间库仑力的大小为43F，选项 C 正确．
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。
库仑定律 高中物理课件11-1
A.34kaQ2 ，沿 y 轴正向 B.34kaQ2 ，沿 y 轴负向
C.54kaQ2 ，沿 y 轴正向 D.54kaQ2 ，沿 y 轴负向
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
2.对称法 【原型题 6】如图所示，一半径为 R 的绝缘圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆
盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有
q 3.矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
4.场强公式的比较： E＝F q E＝kQr2 E＝Ud
笔记：电场强度
①适用于任何电场 ②场强与试探电荷是否存在无关 ①适用于点电荷产生的电场 ②Q 为场源电荷的电荷量 ①适用于匀强电场 ②U 为两点间的电势差，d 为沿电 场方向两点间的距离
笔记
(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (2)带电实质：物体带电的实质是得失电子． (3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物 体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变． (4)电荷分配原则∶两个形状、大小相同且带电的球形导体，接触后再分开，若两导体带同 种电荷，则两导体上的电荷先叠加后平分；若两导体带异种电荷，则两导体上的电荷先中和， 余下的电荷再平分．
第1节 库仑定律 场强
一、电荷的产生 电荷守恒定律 2.电荷守恒定律
【原型题 3】半径相同的两金属小球 A、B 带有相同的电荷量，并相隔一定的距离，今让第三个 半径相同的不带电金属小球 C，先后与 A、B 接触后再移开.求：
(1)当 A、B 两球带同种电荷时，接触后两球的电荷量之比； (2)当 A、B 两球带异种电荷时，接触后两球的电荷量之比.
C.54kaQ2 ，沿 y 轴正向 D.54kaQ2 ，沿 y 轴负向
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
2.对称法 【原型题 6】如图所示，一半径为 R 的绝缘圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆
盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有
q 3.矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
4.场强公式的比较： E＝F q E＝kQr2 E＝Ud
笔记：电场强度
①适用于任何电场 ②场强与试探电荷是否存在无关 ①适用于点电荷产生的电场 ②Q 为场源电荷的电荷量 ①适用于匀强电场 ②U 为两点间的电势差，d 为沿电 场方向两点间的距离
笔记
(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (2)带电实质：物体带电的实质是得失电子． (3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物 体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变． (4)电荷分配原则∶两个形状、大小相同且带电的球形导体，接触后再分开，若两导体带同 种电荷，则两导体上的电荷先叠加后平分；若两导体带异种电荷，则两导体上的电荷先中和， 余下的电荷再平分．
第1节 库仑定律 场强
一、电荷的产生 电荷守恒定律 2.电荷守恒定律
【原型题 3】半径相同的两金属小球 A、B 带有相同的电荷量，并相隔一定的距离，今让第三个 半径相同的不带电金属小球 C，先后与 A、B 接触后再移开.求：
(1)当 A、B 两球带同种电荷时，接触后两球的电荷量之比； (2)当 A、B 两球带异种电荷时，接触后两球的电荷量之比.
《库仑定律》PPT课件(第1课时)
在而有所变化。
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电
荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
已知：真空中有三个点电荷，它们固定在边长 L=50cm的等
边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6C。
求：它们各自所受的库仑力
q1
q3
F2
F
F1
q2
13
F1=K 2
F=2F1cos
2.定量研究
库仑扭秤实验
带电小球C
带电小球A
作用：(1)控制变量
(2)微小量放大
平衡小球
库仑扭秤实验
操作方法: 力矩平衡（静电力力矩＝
金属细丝扭转力矩）
思想方法：放大、转化
库仑
设计思想：控制变量法
库仑扭秤
实验表明：
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。
根据控制变量法可猜想：电荷间的作用力会不会与
过细线偏离竖直方向的夹角显示出来。
F mg tan
T
实验过程
F
①探究F与r的关系
保持电荷量不变，改变悬点位置，观
察夹角变化情况。
②探究F与Q的关系
mg
改变小球带电量，观察夹角变化情况。
探究影响电荷之间作用力的因素
实验现象 ①Q不变时，
r变大，α角变小
r变小，α角变大
q1
q2
②r不变时，
Q变大，α角变大
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。
电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电
荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
已知：真空中有三个点电荷，它们固定在边长 L=50cm的等
边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6C。
求：它们各自所受的库仑力
q1
q3
F2
F
F1
q2
13
F1=K 2
F=2F1cos
2.定量研究
库仑扭秤实验
带电小球C
带电小球A
作用：(1)控制变量
(2)微小量放大
平衡小球
库仑扭秤实验
操作方法: 力矩平衡（静电力力矩＝
金属细丝扭转力矩）
思想方法：放大、转化
库仑
设计思想：控制变量法
库仑扭秤
实验表明：
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。
根据控制变量法可猜想：电荷间的作用力会不会与
过细线偏离竖直方向的夹角显示出来。
F mg tan
T
实验过程
F
①探究F与r的关系
保持电荷量不变，改变悬点位置，观
察夹角变化情况。
②探究F与Q的关系
mg
改变小球带电量，观察夹角变化情况。
探究影响电荷之间作用力的因素
实验现象 ①Q不变时，
r变大，α角变小
r变小，α角变大
q1
q2
②r不变时，
Q变大，α角变大
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。
电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。
物理库仑定律ppt课件
电场线的指向
电场线的指向表示电场强 度的方向，即正电荷受力 的方向。
电场强度与电势的关系
电势差与电场强度
在匀强电场中，电势差与 电场强度成正比，即 U=E*d。
电势与电场强度
在非匀强电场中，电势与 电场强度没有直接关系， 但沿电场线方向，电势逐 渐降低。
等势面
等势面是电势相等的点所 构成的曲面，在等势面上 移动电荷时，电场力不做 功。
电荷。
点电荷的场强
点电荷在空间中产生的电场强度与 该电荷的电量成正比，与距离的平 方成反比。
电场线
电场线是用来描述电场分布的假想 曲线，其方向与电场强度方向相同 。
电场线的概念
01
02
03
电场线的性质
电场线始于正电荷，终止 于负电荷，且不闭合。在 均匀电场中，电场线是等 距的直线。
电场线的疏密
电场线的疏密程度表示电 场强度的大小，越密集的 地方电场强度越大。
详细描述
在实验中，通过给定两个带电金属球的电量，测量电场力的大小，并观察电场力与电量之间的关系是否符合库仑 定律中的正比关系。
库仑定律的验证
库仑定律可以通过实验进行验证 。
著名的卡文迪许扭秤实验是验证 库仑定律的重要实验之一。
通过测量不同点电荷之间的相互 作用力，可以验证库仑定律的正
确性。
03 库仑定律的应用
电场强度的计算
总结词定律计算 电场中任意一点的电场强度。
物理库仑定律ppt课件
目录
Contents
• 库仑定律的概述 • 库仑定律的推导过程 • 库仑定律的应用 • 库仑定律的拓展 • 库仑定律的实验验证
01 库仑定律的概述
库仑定律的定义
总结词
《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
完整高中物理课件库仑定律
__大__小____ 大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互
作用力的影响可以__忽__略____．
栏
目
5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，
链 接
遵循牛顿___第__三___定律．
6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电
荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个
类似于力学中的质点，实际中并不存在．
(2)一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言 栏
的，不能单凭其大小和形状确定．例如，一个半径为
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
第一章 静电场
第2节 库 仑 定 律
栏 目 链 接
库仑与库仑定律的建立
库仑1736 年6月14日生于法国昂古莱姆，青少年时期就受
到了良好的教育．他后来到巴黎军事工程学院学习，离开学校
后，进入西印度马提尼克皇家工程公司工作．工作了 18年以后，栏
目
他又在埃克斯岛瑟堡等地服役．这时库仑就已开始从事科学研 链
(2)库仑力在r＝10－15～1011
m的范围内有效．所以，不能
栏 目
根据公式错误地推论当 r→0时，F →∞.其实，在这样的条件
链 接
下，两个带电体也已经不能再看作点电荷．
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链 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
中：Q 甲′＝2Q 甲，Q 乙′＝31Q 乙，r′＝2r.
可解得：F′＝61F.
栏 目 链
接
答案：B
点评：点电荷之间的相互作用力与两个点电荷所带电荷量
的乘积成正比，与两个点电荷之间的距离的平方成反比．解答
此类问题时，要考虑这三个量的变化．
变式 迁移
1．两个点电荷放在真空中保持一定距离，若其中一个点电
荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，
栏
则另一个电荷的电荷量减少了( )
目 链
接
1
1
1
1
A.5
B.4
C.3 D.2
变式 迁移
解析：两个点电荷间的距离不变，其中一个电荷量增加了12，则
电荷量变为原来的23，根据库仑定律的数学表达式 F＝kQr1Q2 2可知，
若保持相互作用力不变，则应让另一个电荷的电荷量变为原来的23，
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
(1)库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷，或均匀带 电球体和均匀带电球层．
(2)库仑力在r＝10－15～1011
m的范围内有效．所以，不能
栏 目
根据公式错误地推论当r→0时，F→∞.其实，在这样的条件
链 接
下，两个带电体也已经不能再看作点电荷．
(3) 对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集于球 心的点电荷，r为两球心之间的距离；对两个带电金属球，要 考虑金属表面电荷的重新分布．
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
栏
比；作用力的方向在它们的连线上．这一规律称为库仑定 目
链
律．接Βιβλιοθήκη 3．对库仑定律的三点理解．
(1)电荷间的相互作用力称为静电力或库仑力．
(2)库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷，在空 栏
气中也近似成立．
目 链
接
(3)空间中有多个电荷时，某电荷受的静电力是其他
所有电荷单独对其作用的静电力的矢量和．
4．库仑定律的适用范围．
第一章 静电场
第2节 库 仑 定 律
栏 目 链 接
库仑与库仑定律的建立
库仑1736年6月14日生于法国昂古莱姆，青少年时期就受
到了良好的教育．他后来到巴黎军事工程学院学习，离开学校
后，进入西印度马提尼克皇家工程公司工作．工作了18年以后，栏
目
他又在埃克斯岛瑟堡等地服役．这时库仑就已开始从事科学研
常小的力．由于成功地设计了新的指南针结构以及在研究普
通机械理论方面做出的贡献，1782年，他当选为法国科学院
院士．
为了保持较好的科学实验条件，他仍在军队中服务，但他的名
字在科学界已为人所共知．
库仑在1785年到1789年之间，通过精密的实验对电荷间的
作用力做了一系列的研究，连续在皇家科学院备忘录中发表了栏目
链
很多相关的文章．
接
1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库
仑定律．
栏 目 链 接
1．库仑是______法________国物理学家，库仑定律内容：
___真__空__中_____两个静止__点__电__荷__之间的相互作用力，跟它们的
电荷量的乘积成___正__比___，跟它们的距离的二次方成________，
作反用比力的方向在它们的________上． 连线
2．库仑定律公式：___F_＝___k_q_r1_q2_2_____.
栏 目 链 接
静电力常量k＝_9_.0_×__1_0_9_N·m2/C2.
3．库仑定律适用条件：__真__空__中__两个静止_点__电__荷___之间的 相互作用力．
4 ． 点 电 荷 ： 带 电 体 间 的 _ _ _ _距_ _离_ _ _ _ _ _ _ _ 比 它 们 自 身 的
栏 目 链
接
即减少了13.所以选项 C 正确．
答案：C
二、点电荷
1．点电荷．
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带
栏
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 目
链
影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的点， 接 叫做点电荷．
2．对点电荷的两点理解．
(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，
的方法．库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，要改
良磁针，必须从这个根本问题着手．他提出用细头发丝或丝
线悬挂磁针．同时他对磁力进行深入细致的研究，特别注意 栏
了温度对磁体性质的影响．他又发现线扭转时的扭力和针转
目 链
过的角度成比例关系，从而可利用这种装置算出静电力或磁 接
力的大小．据此他发明了扭秤，扭秤能以极高的精度测出非
小和方向．
栏 目 链 接
一、库仑定律
1．决定电荷间相互作用的因素．
(1)两电荷间距离：电荷间相互作用力随电荷间距离的增大
而减小．
栏
目
(2)电荷量：电荷间相互作用力随电荷量的增大而增大．
链 接
2．库仑定律的内容．
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小，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
__大__小____大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互
作用力的影响可以__忽__略____．
栏
目
5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，
链 接
遵循牛顿__第__三____定律．
6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电
荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个
类似于力学中的质点，实际中并不存在．
(2)一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言 栏