人教版高中物理必修3-9.2库仑定律-课件
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人教版高中物理必修第三册第九章9.2库伦定律课件(共21张PPT)
F电 2.31039 F引
电子和质子的静 电引力远大于它
们间万有引力。
研究带电微粒间 相互作用时，经 常忽略万有引力.
库仑定律
使用心得
1.电荷量用绝对值代入，不要带+、-号 2. 库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷 异种电荷
3.力的作用有相互性，q1、q2可不等，F、F’必相等 4.典型实例: 带电球体、空心带电球壳等
q2
F1
F 2F2 cos30
3K
q2 L2
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
1、内容： 真空中两个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
方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
F k q1q 2
2、公式：
r2
k=9.0×109N·m2/C2
3、适用条件：⑴ 真空（空气中近似成立）
使得r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越 大，物体受到的库仑力就越大。
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
带电量相同，
带电小球偏转 角不同 ,可见其 受力大小不同。
使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 物体受到的库仑力就越小。
探究影响电荷间相互作用力的因素
60×10-19C的电量叫元电荷。 探究影响电荷间相互作用力的因素 电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力。 60×10-19C．在氢原子内它们之间的最短距离是5.
结论：保持两球间的距离不变， 仑绝力缘。 细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a；
探库究仑影 力响与电万荷有间引相力互的作比用值力为的因素 例电1子试和比质较子电的子静和电质引子力间远的大静于电它引们力间和万万有有引引力力。．已知电子的质量m1=9.
电子和质子的静 电引力远大于它
们间万有引力。
研究带电微粒间 相互作用时，经 常忽略万有引力.
库仑定律
使用心得
1.电荷量用绝对值代入，不要带+、-号 2. 库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷 异种电荷
3.力的作用有相互性，q1、q2可不等，F、F’必相等 4.典型实例: 带电球体、空心带电球壳等
q2
F1
F 2F2 cos30
3K
q2 L2
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
1、内容： 真空中两个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
方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
F k q1q 2
2、公式：
r2
k=9.0×109N·m2/C2
3、适用条件：⑴ 真空（空气中近似成立）
使得r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越 大，物体受到的库仑力就越大。
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
带电量相同，
带电小球偏转 角不同 ,可见其 受力大小不同。
使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 物体受到的库仑力就越小。
探究影响电荷间相互作用力的因素
60×10-19C的电量叫元电荷。 探究影响电荷间相互作用力的因素 电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力。 60×10-19C．在氢原子内它们之间的最短距离是5.
结论：保持两球间的距离不变， 仑绝力缘。 细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a；
探库究仑影 力响与电万荷有间引相力互的作比用值力为的因素 例电1子试和比质较子电的子静和电质引子力间远的大静于电它引们力间和万万有有引引力力。．已知电子的质量m1=9.
物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共40张ppt)
F
【典例3】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的
等边三角形的三个顶点上，每个电荷都是+2×10-6C，求它
们所受的库仑力？
6 2
12
(2 10 )
9
解：F1=F2=k 2 =9.0 10
2
q3
0.5
=0.144N
0
2F
cos30
F= 1
= F1
=0.144 N
方向：与F1成300
注意：①这种力又叫静电力或库仑力。
②q1、q2只带大小,不带正负。力方向由吸引、排斥确定
③电荷形状、大小、电荷分布影响可忽略时可看做点电荷。
④均匀带电球体看作点电荷时， 距离应为球心间的距离
思考2:两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位
置的点电荷？ 距离持续靠近趋近于0，力会趋近于无穷大吗？
q2
F1
q1
F2
F
三、库伦力计算
1.库仑力是一种性质力，与重、弹、摩擦力地位等同。
2.库仑力合成、分解遵循平行四边形定则。
3.F1=F2时： θ=1200
θ=900
θ=600
F2
F2
F合
1200
F合= F1
F合=F1
F合= F1
F合= F1
F合
900
否具有相似的形式呢？是否也满
足“平方反比”的规律呢？最终
解决这一问题是法国科学家库仑。
新课引入:电荷之间相互作用力与那些相关因素呢？
法国学者库仑
(1736-1806)
英国学者卡文迪许
(1731～1810)
新课引入:电荷之间相互作用力与那些相关因素呢？
法国学者库仑
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，
人教版(2019)高一物理必修三 9.2.库仑定律课件(共58张)
a 平衡，则 k0.q41qm2 2＝kqx1q23 b 平衡，则 k0.q41qm2 2＝k0.4qm2q－3 x2 c 平衡，则 kqx1q23＝k0.4qm2q－3 x2
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解其中任意两个方程，可解得 x＝0.3 m(c 在 a、b 连线上，与 a 相距 30 cm，与 b 相距 10 cm)，q3＝196q2＝116q1(q1、q2 为正电荷，q3 为负电荷)。
3．静电力：电荷之间的相互作用力，也叫库仑力。
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4．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以 至于带电体的形状、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，带电体可以看作带电的点。点电荷是一种理想化模 型。
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二、库仑的实验 1．实验装置
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2．实验步骤 (1)改变 A 和 C 之间的距离，记录每次扭丝扭转的角度，便可找 出力 F 与距离 r 的关系。 (2)改变 A 和 C 的带电荷量，记录每次扭丝扭转的角度，便可找 出力 F 与带电荷量 q 之间的关系。
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【例 2】 两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均
可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F。
两小球相互接触后将其固定距离变为2r ，则两球间库仑力的大小为
()
A．112F
B．34F
4 C.3F
D．12F
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C [由库仑定律知 F＝k3rQ2 2，当两小球接触后，带电荷量分别 为 Q、Q，故后来库仑力 F′＝kQr22＝k4rQ2 2，由以上两式解得 F′＝43
②
若带异 种电荷
⇒
金属球 相接触
⇒
先中和 再平分
⇒
即均带电荷量为|q1－2 q2|
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解其中任意两个方程，可解得 x＝0.3 m(c 在 a、b 连线上，与 a 相距 30 cm，与 b 相距 10 cm)，q3＝196q2＝116q1(q1、q2 为正电荷，q3 为负电荷)。
3．静电力：电荷之间的相互作用力，也叫库仑力。
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4．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以 至于带电体的形状、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，带电体可以看作带电的点。点电荷是一种理想化模 型。
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二、库仑的实验 1．实验装置
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2．实验步骤 (1)改变 A 和 C 之间的距离，记录每次扭丝扭转的角度，便可找 出力 F 与距离 r 的关系。 (2)改变 A 和 C 的带电荷量，记录每次扭丝扭转的角度，便可找 出力 F 与带电荷量 q 之间的关系。
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【例 2】 两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均
可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F。
两小球相互接触后将其固定距离变为2r ，则两球间库仑力的大小为
()
A．112F
B．34F
4 C.3F
D．12F
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C [由库仑定律知 F＝k3rQ2 2，当两小球接触后，带电荷量分别 为 Q、Q，故后来库仑力 F′＝kQr22＝k4rQ2 2，由以上两式解得 F′＝43
②
若带异 种电荷
⇒
金属球 相接触
⇒
先中和 再平分
⇒
即均带电荷量为|q1－2 q2|
9.2库仑定律精品PPT高二上学期物理人教版必修第三册
那么要是能够把它简化成一个点，这个困难 也就不存在了．
1.1 作用点
问题２：在什么条件下能把橡胶棒简化 成一个带电的点？
当带电体之间的距离比它们自身的大小 大得多，以至带电体的形状、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，这样的带电体就可以看成 带电的点--点电荷．
质点和点电荷的区别 质点 -----一个有质量的点（大小形状） 点电荷-----一个带电的点（大小形状电荷分布）
平分电荷量
定量实验验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。
2、
大小：F
k
q1q2 r2
①k为静电力常量：k = 9.0×109 N·m2/C2。
②q为电荷量：计算大小时只将电荷量的绝对值代入。
例三.两个半径均为 R 的带电金属球所带电荷量分别为 Q1 和 Q2，当两球心 相距 3R 时，相互作用的库仑力大小为( D )
A．F＝k Q1 Q2 3R2
B．F＞k Q1 Q2 3R2
C ．F＜k Q1 Q2 3R2
D．无法确定
课堂小结
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
F ②两个带电体距离大就可以简化成点电荷。 A．2F B．F C. 实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸， 4 在 电学中，我们把电荷间的相互作用力叫做静电力或者库仑力．
(以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)
D.F 2
点电荷-----一个带电的点（大小形状电荷分布）
实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸，
距离，电荷量 在 电学中，我们把电荷间的相互作用力叫做静电力或者库仑力．
实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸， 那么要是能够把它简化成一个点，这个困难也就不存在了． 问题２：在什么条件下能把橡胶棒简化成一个带电的点？ 实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸，
1.1 作用点
问题２：在什么条件下能把橡胶棒简化 成一个带电的点？
当带电体之间的距离比它们自身的大小 大得多，以至带电体的形状、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，这样的带电体就可以看成 带电的点--点电荷．
质点和点电荷的区别 质点 -----一个有质量的点（大小形状） 点电荷-----一个带电的点（大小形状电荷分布）
平分电荷量
定量实验验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。
2、
大小：F
k
q1q2 r2
①k为静电力常量：k = 9.0×109 N·m2/C2。
②q为电荷量：计算大小时只将电荷量的绝对值代入。
例三.两个半径均为 R 的带电金属球所带电荷量分别为 Q1 和 Q2，当两球心 相距 3R 时，相互作用的库仑力大小为( D )
A．F＝k Q1 Q2 3R2
B．F＞k Q1 Q2 3R2
C ．F＜k Q1 Q2 3R2
D．无法确定
课堂小结
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
F ②两个带电体距离大就可以简化成点电荷。 A．2F B．F C. 实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸， 4 在 电学中，我们把电荷间的相互作用力叫做静电力或者库仑力．
(以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立)
D.F 2
点电荷-----一个带电的点（大小形状电荷分布）
实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸，
距离，电荷量 在 电学中，我们把电荷间的相互作用力叫做静电力或者库仑力．
实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸， 那么要是能够把它简化成一个点，这个困难也就不存在了． 问题２：在什么条件下能把橡胶棒简化成一个带电的点？ 实验演示：在圆筒与大球之间插入一张纸，
物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共36张ppt)
解：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相
等。所以，先把球 A 和球 B 接触后分开，此时球 B 带电 q/2；再把
球 B 和球 C 接触后分开，则球 B、球 C 分别带电 q/4；最后，球 B
再次与球 A 接触后分开，球 B 带电
qB＝
q q
+
2 4
3q
＝
2
8
跟踪训练
7．在边长为 a 的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为
绝对值为k,则 ( D
A.a、b的电荷同号,
)
k
16
9
B.a、b的电荷异号,
k
16
9
C.a、b的电荷同号,
k
64
27
D.a、b的电荷异号,
k
64
27
跟踪训练
6．有三个完全相同的金属球，球 A 带的电荷量为 q，球 B 和
球 C 均不带电。现在要使球 B 带的电荷量为
3q
，应该怎么操作？
8
跟踪训练
A．16：9：144
B．（-16）：9：（-144）
C．（-16）：9：（-81）
D．16：9：81
跟踪训练
5.(2018·全国卷I)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的
距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的
合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的
和万有引力
（1）相同点
(1)两种力都与距离的二次方成反比
(2)两种力都与有关的物理量的乘积成正比.
(3)两种力的方向都在两物体的连线上.
三、库伦定律
（2）不同点
(1)描述了两种作用(性质不同).
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。
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概念辨析
（2）公式：
静电力 或库仑 力（N）
F
k
q1q2 r2
点电荷电量 （C）
点电荷间距离
（m)
静电力常量k ： 9.0109 N m2 / C2
（3）使用条件：真空中 静止的 点（电4）荷独立性原理：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。
二、库仑力的叠加
原实理验发现：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷
作业布置
请同学们课下完成教师布置的作业，课后习题及练 习册中相应部分。
谢谢
人教版高中物理必修3-9.2库仑定律- 课件
库仑定律
人教版高中物理必修3-9.2库仑定律- 课件
新知导入
思考与讨 同种电荷相互排斥；异种电荷
论
相互吸引
既然电荷之间存在
新知讲解
探究：电荷间的 作力F用与两力电荷的电荷量q、距离r定量
关系如何？
的存在而改变。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电荷作用力的矢量
和。
q1
q2 q3
r1 r2
r3
F3
F2
q0
F1
专题：三个点电荷平衡问题
q
q
1
3
q
2
例：两个固定的点电荷间引入第三个点电荷，使第三个点 电（荷1）处电于荷静q止1、状q态3带。同种电荷， 两电荷之间的距离为r， 先引入电荷q2，使其处于静止状态。试确定电荷q2的位 置、电性和它的电荷量 。
A．D．F＝无k (q3法1Rq)22确定 Bk．(q3F1Rq＞)22
k (q31RCq)2．2 F＜
解析：
考点：库仑定律适 用条件
2.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两
C 个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加
速度和速度大小随时间变化的情况是( ) A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小 C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大
q
q
q
1
2
3
由q2平衡条件可知，它应放在q1、q3之
间的连线上
k q1q2 k q3q2 r12 q1
r122
r223 r23 q3
r12 r23 r
同内，近 小
结论：这表明点电荷q2处于静止状态与其电性、电荷量的 多少无关，只与其放置的位置有关，且应放置在靠近带电
量小的点电荷的内侧。
（2）电荷q1、q3带异种电荷， 两电荷之间的距离为r， 先引入电荷q2，使其处于静止状态。试确定电荷q2的位 置、电性和它的电荷量 。
一、库仑定
律
（1）内容：真空中两个静止的点电荷之间 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。
库仑定律说明的适用范围: 真空；点电 荷 点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得 多，以至于带电体的形状、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 带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。（点 电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型）
考点：库仑定律与牛顿定律 相结合
课堂总结
1、库仑定律：空中两个静止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，与它们的距离 r的二次方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。
大小：
方向:在两点电荷的连线上，同种相斥，异种相吸。
2、静电力叠加原理：对于两以上的点电荷，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。
q
q
2
1
3
2
由q2平衡条件可知，它应放在q1、q3连线
的延长线上
k
q1q2 r122
k
q3q2 r223
r12 r23
q1 q3
异外， 近小
结论：这表明点电荷q2处于静止状态与其电性、电荷量 的多少无关，只与其放置的位置有关，且应放置在带电
结
论 两个固定的点电荷间引入第三个点电荷，使第三个点
电荷处于静止状态。
同内，异外，
近小 “同内”就是第三个点电荷应放在两个同种电荷
的连线间；
“异外”是指第三个点电荷应放在两个异种电荷
连线的延长线上；
“近小”是指第对三第个三点个电荷点应电靠荷近的电电荷性量小的点
电荷。
没要求
课堂练习
1.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球
D 心相距3R时，相互作用的静电力大小为( )