库仑定律
库仑定律公式解释
库仑定律公式解释
一、库仑定律公式。
库仑定律的公式为：F = kfrac{q_1q_2}{r^2}
1. 各物理量含义。
- F：表示两个点电荷之间的静电力（也叫库仑力），单位是牛顿（N）。
- k：是静电力常量，k = 9.0×10^9N· m^2/C^2。
- q_1和q_2：分别表示两个点电荷的电荷量，单位是库仑（C）。
- r：表示两个点电荷之间的距离，单位是米（m）。
2. 公式的意义。
- 这个公式定量地描述了真空中两个静止点电荷之间相互作用力的大小。
静电力的大小与两个点电荷电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
- 例如，当q_1和q_2的电荷量增大时，它们之间的静电力F会增大；当r增大时，F会减小，而且这种减小是与r^2成反比的关系。
3. 适用条件。
- 库仑定律适用于真空中的点电荷。
- 点电荷是一种理想化的模型，当带电体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计时，就可以把带电体看作点电荷。
两个相距很远的带电小球，相对于它们之间的距离而言，小球的半径很小，这时就可以把小球近似看作点电荷来应用库仑定律计算它们之间的静电力。
库仑定律-ppt课件
时,绳与竖直方向的夹角α=45°,g取 10 m/s2,k=9.0×109 N·m2/C2,且A、B两
小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的静电力的大小;
(2)A球的质量。
【答案】(1)0.02 N
作者编号：43999
问题3：r1、r2与B、C的电量关系？
C qc
中间电荷
靠近两侧
电荷量较
小的那个
r1
FCA
Aq
A
A
r2
FCA FBA
B q
B
FBA
结论3：近小远大
k
qC q A
qB q A
k
2
2
r1
r2
2
qC
r
12
qB
r2
r1 r2时，qC q B
r2 r1时，q B qC
三个自由电荷平衡的规律:三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大。
新知学习
2.理想化的模型，实际上是不存在的。
3.均匀带电的球体,由于球所具有对称性,即使它们之间的距离不是
很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。
两个带电体之间存在相互作用力，这种相互
作用力的大小与哪些因素有关呢？
作者编号：43999
新知学习
02 影响静电力的因素
如图所示，用摩擦起电的方法分别让球形导体 A 和通草球 B 带同种电荷，并使
(2)2×10-3 kg
作者编号：43999
课堂练习
1.下列关于点电荷的说法正确的是( C )
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
库仑定律
问题1：关于点电荷的下列说法中正确的是： A .真正的点电荷是不存在的． ABD B .点电荷是一种理想模型． C .足够小的电荷就是点电荷，大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响 是否可以忽略不计．
问题2： 由公式： F k
= 9×10 9 ×
= 9×10 -13 N
（斥力）
注意：计算时，电荷的正负号可不要代入！
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学一样，其步骤：
(1)确定对象
(2)受力分析
(3)合成或正交分解
(4)运用平衡条件
例5.
A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷 （1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷q， 才能使此电荷处于平衡状态？ （2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电 荷，使系统处于平衡状态，且求第三个点电荷的 电量q的大小及电性.
A. 可能变大 C. 可能不变 B. 可能变小 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
例2：甲、乙两个相同的小球，甲球带有4×10-12c
的正电荷，乙球带有6× 10-12c的负电荷，放在真空 中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于 10cm。 （1）试求两球之间的库仑力，并说明是引力还是斥力？ （2）将两个导体球相互接触再放回原处，其作用力多 大？是斥力还是引力？
3、关于受库仑力作用的物体的平衡问题 ⑴仅受库仑力
例3：在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷 量分别为+4Q和-Q的点电荷。 ①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使 它在电场力作用下保持静止？ ②若A、B不固定且要求这三个点电荷都只在电场力作 用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是 负电荷？电荷量是多大？
库仑定律公式及内容
库仑定律公式及内容库仑定律是电磁学中最基本的定律之一，描述了两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量和它们之间的距离的关系。
库仑定律可以用数学公式表示如下：\[F=\frac{k\cdot q_1\cdot q_2}{r^2}\]其中，F表示两个电荷之间的相互作用力，k是库仑常量，q1和q2分别是两个电荷的电荷量，r是两个电荷之间的距离。
库仑定律是通过对电荷的性质进行实验观察总结出来的，它揭示了电荷量相同的两个点电荷之间的相互作用力于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。
根据库仑定律，如果两个电荷都是正电荷或都是负电荷，它们之间的作用力是吸引力；如果两个电荷一个为正电荷一个为负电荷，它们之间的作用力是斥力。
库仑定律与万有引力定律具有相似性。
它们都是属于中心力场的定律，即只与两个物体之间的距离有关。
不同的是，库仑定律描述的是两个电荷之间的相互作用力，而万有引力定律描述的是两个物体之间的相互引力。
库仑定律的重要性在于它为电磁学的其他定律和原理提供了基础。
例如，由库仑定律可以推导出电场的概念和分布电荷的电场。
库仑定律也是电磁感应和电磁波等现象的基础。
库仑定律的应用广泛。
在物理学和化学的研究中，库仑定律用于计算和解释电荷间的相互作用力和引力。
在工程学中，库仑定律用于电力系统设计和电荷分布的分析。
在生物学中，库仑定律被用于研究细胞内和分子间的相互作用力等。
需要注意的是，库仑定律只适用于两个点电荷之间的相互作用力计算。
在实际情况中，电荷分布一般是连续的，并不是离散的点电荷。
对于连续电荷分布的情况，需要使用积分来计算相互作用力。
总之，库仑定律是电磁学中最基本的定律之一，描述了两个点电荷之间相互作用力与它们的电荷量和它们之间的距离的关系。
它具有重要的理论和实际应用价值，为电磁学提供了基础。
库仑定律名词解释
库仑定律名词解释嘿，朋友们！今天咱来聊聊库仑定律呀！这库仑定律就像是电学世界里的一把神奇钥匙，能打开好多奥秘的大门呢！你想啊，电荷之间的相互作用，就好像两个人之间的关系。
库仑定律就是在告诉我们这两个人的“吸引力”或者“排斥力”有多大。
它说呀，两个点电荷之间的作用力，和它们电荷量的乘积成正比，和它们之间距离的平方成反比。
这就好比，两个人对彼此的影响力，跟他们自身的“魅力值”（电荷量）有关，而且距离越远，这种影响力就越小。
比如说，有两个电荷，一个电荷量很大，就像一个超级有魅力的人，另一个电荷量小一点，就像个普通有魅力的人。
他们之间的作用力会根据各自的电荷量来决定。
要是他们离得很近，那这种作用力就会很强，就像两个人贴得很近时，彼此的影响会很大一样。
可要是离得远了，作用力就会变小，就好像两个人隔得老远，互相的影响也就没那么明显了。
这库仑定律用处可大啦！咱生活中的好多电器设备都离不开它呢。
你想想看，手机、电脑、电视，这些东西里面的电路不就是靠着对电荷的控制来工作的吗？没有库仑定律，这些高科技玩意儿可就没法这么好用啦！再打个比方，库仑定律就像是电学世界里的导航图。
它能让科学家们清楚地知道电荷们会怎么相互作用，怎么运动。
就像我们出门有了地图导航，就知道该往哪儿走一样。
科学家们有了库仑定律这个“导航图”，就能更好地设计和研究各种电子设备和电路啦。
而且啊，这库仑定律还特别稳定可靠呢！就跟咱的好朋友一样，不管啥时候找它，它都在那儿，能给咱提供准确的信息和帮助。
它不会今天这样明天那样，一直都很靠谱。
总之呢，库仑定律可是电学里非常重要的一部分。
它让我们对电荷之间的关系有了更清楚的认识，也让我们能更好地利用电来为我们的生活服务。
所以啊，可别小看了这个库仑定律哦，它真的是超级厉害的！。
库仑定律课件
由于吸引而使作用距离变小，此时 F＞kQr1Q2 2.
【典例 1】 甲、乙两导体球完全相同，甲球带有 4.8 ×10－16C 的正电荷，乙球带有 3.2×10－16C 的负电荷，放 在真空中相距为 10 cm 的地方，甲、乙两球的半径远小于 10 cm.
(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力． (2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其 作用力能求出吗？是斥力还是引力？ 解析：(1)因为两球的半径都远小于 10 cm，因此可以 作为两个点电荷考虑．由库仑定律可得 F＝kqr1q2 2＝9.0×
(2)对 q1 平衡：kq1l21q2＝k（l1q＋1ql32）2； 对 q3 平衡：kq3l22q2＝k（l1q＋1ql32）2. 由上得：q1∶q2∶q3＝（l1＋l22l2）2∶1∶（l1＋l12l2）2.
题后反思 三个点电荷平衡问题的处理技巧
1．利用好平衡条件：三个点电荷均处于平衡状态， 每个电荷所受的另外两个电荷对它的静电力等大反向， 相互抵消．
拓展二 静电力平衡的处理
1．化学上的电荷平衡和物理上的库仑力平衡的区别是 什么？
提示：电荷平衡指的是正、负电荷数量间的关系，指 正负电荷数量相同．而库仑力指的是电荷间力的作用关系， 是物体受力平衡，即二力平衡而言的．
2．同一直线上的三个点电荷都平衡应具备什么条件？ 提示：三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下 处于平衡状态时，每个点电荷都受其他两个点电荷对它的 静电力作用．受力方向如图所示．
q′1q′2 r2
＝
9.0
×
109
×
（8×10－17）2 0.12
N＝5.76×10－21N
两球带同种电荷，它们之间的作用力为斥力．
题后反思 1．两带电小球能看成点电荷的条件：球心间距远大 于小球半径，只有点电荷才适用库仑定律． 2．如果距离不满足以上条件，便不能看成点电荷， 会发生静电感应，造成电荷中心间距与球心间距不等．
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。
库仑定律
第2节 库仑定律一、库仑定律1. 库仑力电荷间的相互作用力，也叫做静电力。
2. 点电荷带电体间的距离比自身的大小大得多，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忽略时，可将带电体看做带电的点。
它是一种理想化的物理模型。
（1）. 点电荷是理想模型只有电荷量，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，是一种科学的抽象，其建立过程反映了一种分析处理问题的思维方式。
（2）. 带电体看成点电荷的条件实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷。
一个带电体能否看成点电荷，不能单凭其大小和形状确定，也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定，关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响，若没有影响，或影响可以忽略不计，则带电体就可以看做点电荷。
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。
(2)表达式：F ＝k q 1q 2r 2，k 叫做静电力常量，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2。
(3)适用条件：真空中的点电荷。
(4)库仑力①库仑力也称为静电力，它具有力的共性。
②两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反。
③方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。
4. 库仑定律的两个应用(1)应用库仑定律计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。
(2)应用库仑定律分析两个带电球体间的库仑力。
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。
如图甲，若带同种电荷时，由于排斥而作用距离变大，此时F ＜k Q 1Q 2r 2；如图乙，若带异种电荷时，由于吸引而作用距离变小，此时F ＞k Q 1Q 2r 2。
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
库仑定律1．电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与有关，二是与有关。
2．当带电体之间的比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作。
3．库仑定律：真空中两个间相互作用的静电力（库仑力）跟它们的成正比，跟它们的成反比，作用力的方向在上。
公式：F= ，式中k叫做。
如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用，力的单位用，距离的单位用，则由实验得出k=9×109。
4．库仑的实验，库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。
实验的结果是力F与距离r的二次方成反比，即F∝1/r2。
在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，如果把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。
5．库仑定律的适用条件。
公式F=kQ1Q2/r2仅适用于中（空气中近似成立）的两个间的相互作用。
6．库仑力与万有引力的关系。
（P7例1）已知氢核（质子）的质量是1.67×10−27kg，电子的质量是9.1×10−31kg，在氢原子内它们之间最短距离为5.3×10−11m，试比较氢原子中氢核与电子间的库仑力和万有引力。
可见间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观粒子的相互作用时，可以忽略万有引力。
7．库仑力的叠加：库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。
只要知道了带电体上的电荷分布情况，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出任意带电体之间的静电力。
（P7例2）真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每一个点电荷都是+2×106C，求它们各自所受的库仑力。
第二节：练习题1．关于点电荷的说法，正确的是 ( )A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷B．体积很大的带电体一定不能看作点电荷C．点电荷一定是电量很小的电荷D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2.真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于( )A.FB.2FC.F/2D.F/43．A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将 ( )A．可能变大 B．可能变小C．一定不变 D．不能确定4．两个半径均为1cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球心相距90cm，相互作用力大小为F，现将它们碰一下后，放在两球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小变为 ( )A．3000F B．1200F C．900F D．无法确定5．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 ( )A．q一定是正电荷 B．q一定是负电荷C．q离Q2比离Q1远 D．q离Q2比离Q1近6．设氢原子核外电子的轨道半径为r，电子质量为m，电量为e，求电子绕核运动的周期．7．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和8q，它们之间作用力的大小为F，有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，用C跟A、B两小球反复接触后移开，此时，A、B间的作用力大小为（）A．F/8 B．3F/8 C．7F/8 D．9F/8。
库仑定律ppt课件
q
L=30r
q
们之间的距离
q
q
一、问题的提出
2. 怎样简化这些 因素，方便进行 实验探究？
电荷量（q1和q2 ） 距离r
二、实验探究
1. 定性研究
P1
+C
+A
q1
q2
实验探究方法
控制变量法
研究： （1）电荷量q不变，改变距离 （2）距离r不变，改变电荷量
二、实验探究
1. 定性研究
演示实验1
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
三、库仑定律
2. 表达式
F q1q2 r2
F电
k
q1q2 r2
比例系数 k 叫做静电力常量， 国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
三、库仑定律
3. 理解
（1）适用条件： 真空中 静止 点电荷
三、库仑定律
3. 理解
（2）相互作用力的方向 ：在它们的连线上。
根据万有引力定律，它们之间的万有引力
F引
G
m1m2 r2
31
27
11 9.110 1.67 10
= 6.6710
11 2
N
(5.310 )
47
= 3.610 N
四、静电力的计算
F电 = 8.210-8 N
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。
实验探究：
（2）距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系
演示实验3
实验探究：
在误差允许的范围内，电荷间相互作 用力与两带电体电荷量乘积成正比。
库仑定律公式
库仑定律公式
库仑定律是电学中最基本的定律之一，它是描述电荷之间相互作用的定律，具体定义是在真空中两个点电荷之间的相互吸引或排斥的力与它们之间的距离
的平方成正比，与电荷的大小成正比。
库仑定律可以用数学公式表示出来，形式为：
$F=k\\frac{q_1q_2}{r^2}$
其中，$F$表示两个电荷之间的相互作用力大小，$q_1$和$q_2$分别表示
两个电荷的电荷大小，$r$表示两个电荷之间的距离，$k$表示库仑常数，它的
值为$9\\times10^9N\\cdot m^2/C^2$。
库仑定律的公式主要包含了三个要素：电荷大小、距离以及库仑常数。
电
荷大小是电荷所带的物理量，可以用库伦（C）为单位进行表示；距离是指两个电荷之间的空间距离，可以用米（m）为单位进行表示；库仑常数是一个恒定值，它表示了在真空中两个电荷之间相互作用力的大小。
在实际应用中，库仑定律的公式是非常重要的，它被广泛应用于电学领域
中的各种问题中，如电荷分布、电势、电场和电容等。
在这些应用中，人们可
以通过库仑定律的公式去计算和预测电学现象中出现的各种变化和趋势，从而
为电学研究和应用提供了有力的工具和手段。
总之，库仑定律是电学中最基本的定律之一，它描述了电荷之间相互作用的规律，并被广泛应用于电学领域的各种问题中。
掌握库仑定律的公式和相关知识对于电学学习和应用都具有重要的意义和价值。
库仑定律 课件
例1.有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球A、B、 C，A带电量7Q，B带电量-Q，C不带电，将A、B固定起 来，然后让C球反复与A、B接触，最后移去C球，
试问A、B间的库仑力变为原来的多少？
解：由于C在A、B间反复接触，故最终三个球的带
电量必相同。
qA
qB
7Q Q 3
2Q
故
F
k
qAqB r2
库仑定律
一、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。
电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。 2.适用范围： （1）真空中 （2）静止的 （3）点电荷
点电荷 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，
式中的k是比例系数，叫做静电常量。
k 9.0109 N m2 / C2
计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。
如何确定r （1）若是点电荷，r为两点间距离 （2）均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，
r是两球心间的距离
r
（3）公式不适用于 r 0 的情况
多个点电荷的问题
q1 q3
q2
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电 荷的存在而有所改变。因此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 荷的作用力的矢量和
k
7Q Q r2
7k
Q2 r2
F
k
qA qB r2
k
2Q 2Q r2
4k
Q2 r2
F 4 F7
即A、B间的库仑力变为原来的 4
7
例2.真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm
库仑定律
演示实验2
（一）：与带电体之间距离r的关系
保持电荷量q不变，改变距离r
F随r的增大而减小，随r的减小而增大
（二）：与带电体电荷量q的关系
保持距离r不变，改变电荷量q
F随q的增大而增大，随q的减小而减小
二、库仑定律
F
1
2
F∝ 1
1、内容：
F
q1q2
r2
r
2
2、电荷间这种相互作用力叫：静电力或库仑力 3、适用范围：真空、静止、点电荷 点电荷与质点一样是理想化的模型
例题2：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等 边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6 c,求： Q3所受的库仑力。
Q1
Q3 Q1 + Q2
Q3
Q2
五、课堂小结
一个定律： 库仑定律
q1q2 一个公式：F k 2 r
一个模型： 理想化模型（点电荷）
一种物理实验方法： 控制变量法 一种物理研究进程：定性研究 定量研究
m1m2 F万 G 2 r
5.310 F库 10 .3.1039 1.67 2 9 110 N 万 6.7 10 F 5.3 10
11 27 31 11 2
3.6 1047 N
2.
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的 作用力的矢量和。 矢量和
知识 回顾
同种电荷相互 排斥
异种电荷相互 吸引
这种作用力的大小跟哪些因素有关呢
第2节
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
1猜想
影响因素可能为:
演示实验1 电荷量q， 两电荷间距离r有个什么关系？
库仑定律课件
2.库仑时代无法测量物体所带的电荷量,库仑利用“相同球体接触
平分电荷”解决了无法测量电荷量的问题。
库仑定律的理解和应用
原子结构模型示意图如图所示。该模型中,电子绕原子核做匀速
圆周运动,就像地球的卫星一样。观察图片,思考:电子做匀速圆周
运动所需的向心力是由原子核对电子的万有引力提供的吗?
力的大小和方向如何?
【思考问题】 请分别求出A、B对C的作用力的大小。
-14
-19
1
2×10
×1.6×10
-21
答案:FA=FB=k 2 =9.0×109×
N=8.0×10
2
(6×10-2 )
N。
解析:
电子在 C 点同时受 A、B 点电荷对它的作用力 FA、FB,如图所
1 2
示,由库仑定律 F=k 2 得
球,相距很远放置,其中一个球带的电荷量是另一个的5倍,它们之间
的库仑力大小是F。现将两球接触后再放回原处,它们之间的库仑
力大小可能为(
)
5
A. F
9
4
B. F
5
5
C. F
4
9
D. F
5
【思考问题】 设两物体带的电荷量的数值分别为q和5q,两带电
体接触后的带电荷量可能是多少?
答案:若带同种电荷,两物体带电荷量均为3q;若带异种电荷,两物
要点提示:原子核对电子的库仑力提供了向心力,两者间的万有
引力要比库仑力小得多,完全可以忽略不计。
1.静电力的确定
(1)大小计算:利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的正、
负号代入公式,只代入q1和q2的绝对值即可。
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
库仑定律公式
库仑定律公式库仑定律公式是1800年代爱因斯坦设计的动力学公式，也是人们对未来运动动量的最基本了解。
库仑定律公式也被称为“牛顿第二定律”，是指物体的总动量不会突然改变，只有外力的作用下才会发生变化，从而使动量保持不变。
该公式可以表达为：“力等于某物体受外力推动时变化前后的动量之差除以变化时间”，即F=m(m2-m1)/t。
其中，F表示外力，m表示物体的质量，m2表示物体受外力推动后的动量，m1表示物体受外力推动前的动量，t表示变化时间。
库仑定律公式是牛顿力学系统中最基本的定律，它的内容表示物体的动量只有在受外力的作用下才会发生变化，所以它被称为物体“动量守恒定律”。
对任何物体而言，只要外力的作用下物体的动量不变，物体就会一直保持运动状态，而当外力作用下物体的动量变化，物体就会发生速度上的变化。
库仑定律公式被广泛应用于科学研究中，它是化学，物理，力学，动力学，天文学等宇宙学的基础理论。
它也被应用于火箭运输，人造卫星运载，工程学，经济学，航空航天，地球物理学等领域。
例如，火箭的发射需要利用库仑定律公式，把动力学参数和物理量表示出来，以便进行火箭发射的模拟推演。
火箭发射过程中，火箭引擎发出的推力会使火箭向外推动，因此，火箭的发射运动路径就是根据动量守恒定律和其他力学原理预测出来的。
库仑定律公式也被用于研究轨道系统，由于轨道系统存在着外力的作用，通过计算可以获得物体受外力时的速度和位置，因此可以得出轨道的形状和大小。
此外，库仑定律公式也被应用于经济学研究中。
经济学是一种社会科学，它也是动态的，其运动规律有时候也可以用库仑定律公式来表达。
例如，经济学中的“供求定律”也可以用库仑定律公式来表达，即：总体供应量等于总体需求量，外力就是价格，而价格变动引起供应量和需求量之差（即动量）的变化，因此可以用库仑定律公式来描述。
由此可见，库仑定律公式在科学研究和社会经济研究中都有重要的作用，为科学研究和社会经济活动提供了基础性的理论支撑。
库仑定律
第二节 静电力 库仑定律
库仑Charles-Augustin de 库仑 Coulomb (1736～1806)法国工程师、 ～ 法国工程师、 法国工程师 物理学家
我们知道同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸 我们知道同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸 引.那么电荷间的相互作用力与什么哪些因 那么电荷间的相互作用力与什么哪些因 数有关呢? 数有关呢 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互 作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用 作用的定性规律 定量讨论电荷间相互作用 则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做 则是两千年后的法国物理学家库仑 库仑做 了大量实验,于 年得出了库仑定律. 了大量实验 于1785年得出了库仑定律 年得出了库仑定律
Q
L=4r
Q
解题 提醒
库仑定律的适用是什么条件？ 库仑定律的适用是什么条件？
物理模型， 物理模型，即如果满足相互之间距离远大 点电荷： 点电荷： 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. 于带电体大小则带电体便可看做点电荷. + + +
+Q
L=4r ++ + L=4r
++ +
+Q
--Q
+Q
Q2 F<K 2 r Q2 / F >K 2 r
三、静电力与万有引力的比较 两个带电小球，质量都是１ｋｇ，带电荷量都 两个带电小球，质量都是１ｋｇ，带电荷量都 Ｃ，相隔较远 相隔较远， 是２×１０－５Ｃ，相隔较远，以至于两个小球可看 作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？ 作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？ (5.4×105)
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件 相同点：公式形式相同， 都是不接触力， 都是不接触力，且与距离的二次方成反比 不同点：万有引力只是相互吸引， ２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是 引力， 引力，也可以是斥力 在求静电力时， ３、在求静电力时，万有引力可以忽略
库仑定律
万有引力
m1 m2 F2 = k 2 r
F1 Q1 Q2 = F2 m1 m2
=2.3×1039 ×
说明:可见,电子与质子间的静电力是其万有引力的2.3×1039倍, × 因此研究带电微粒间的相互作用时经常忽略万有引力. 库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能 说明它信的这种相似性……
4. a,b两个同性点电荷的距离保持恒定,当另有 两个同性点电荷的距离保持恒定, , 两个同性点电荷的距离保持恒定 一个异性电荷移近时, , 之间的库仑力将 之间的库仑力将: 一个异性电荷移近时,a,b之间的库仑力将: A.变小 B.变大 变小 变大 C.不变 D.不能确定 不变 不能确定 √ 5. 如图所示,有三个点电荷A,B,C位于一个等 如图所示,有三个点电荷 , , 位于一个等 边三角形的三个顶点上,已知A, 都带正电荷 都带正电荷, 边三角形的三个顶点上,已知 ,B都带正电荷, A所受 ,C两个电荷的静电力的合力如图中 A 所受B, 两个电荷的静电力的合力如图中 两个电荷的静电力的合力如图中F 所受 所示,那么可以判定电荷C所带电荷的电性为 所示,那么可以判定电荷 所带电荷的电性为 A.一定是正电 一定是正电 FA A + B.一定是负电 一定是负电 √ C.可能是正电,也可能是负电 可能是正电, 可能是正电 D.无法判断 无法判断
库仑力
Q Q2 1 F =k 2 r
静电力常量k =9.0×109Nm2/C2 ×
适用条件: 真空 真空; 点电荷 适用条件:a.真空;b.点电荷(两相距较远的
均匀带电体间也可, 为球心间距离 为球心间距离). 均匀带电体间也可,r为球心间距离). 注意:各量都要采用国际单位制; 注意:各量都要采用国际单位制; 电荷量用绝对值代入,方向另由电性来判断. 电荷量用绝对值代入,方向另由电性来判断.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
库仑定律【教材分析】本节内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是学习电场强度的基础。
本节的教学内容的主线有两条，第一条为知识层面上的，掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律；第二条为方法层面上的，即研究多个变量之间关系的方法，间接测量一些不易测量的物理量的方法，及研究物理问题的其他基本方法。
【学情分析】两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识，万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过，本节重点是做好定性实验，使学生清楚知道实验探究过程。
【教学流程】【教学目标】一、知识与技能1.了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。
2.库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。
二、过程与方法1.通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。
2.通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
三、情感态度与价值观1.培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。
2.了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
【教学重点】1．电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
2．库仑定律的内容、适用条件及应用。
【教学难点】真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律【教学媒体】1．J2367库仑扭秤(投影式)、感应起电机、通草球、绝缘细绳、铁架台、金属导电棒、库仑扭秤挂图等。
2．多媒体课件、实物投影仪、视频片断。
【教学方法】探究、讲授、讨论、实验归纳【教学过程】一、复习提问，导入新课从上节课我们学习到同种电荷相吸引，异种电荷相排斥，这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。
力有大小、方向和作用点三要素，我们今天就来具体学习一下静电力的特点。
二、新课教学（一）师生活动：《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”，意思是腐烂潮湿的草不被琥珀吸引。
但是，由于当时社会还没有对电力的需求，加上当时也没有测量电力的精密仪器，因此，人们对电的认识一直停留在定性的水平上。
直到18世纪中叶人们才开始对电进行定量的研究。
现在就让我们踏着科学家的足迹去研究电荷之间的相互力。
演示实验：首先转动感应起电机起电，然后利用带电的物体吸引轻小物体的性质使通草球与感应起电机的一端相接触，通草球带同种电荷后弹开，最后改变二者之间的距离观察有什么现象产生？(注意：观察细线的偏角)猜想：电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？可能因素：距离、电荷量及其他因素。
（二）教学任务：设计方案定性探究师生活动：Ⅰ：定性探究一：探究F与r之间的定性关系(学生讨论设计实验方案)为了探究F与r之间的定性关系，对其他因素(如：电荷量、带电体的形状)我们应该如何处理？只改变r的大小，保持其他条件不变。
(让学生回忆起控制变量法)[实验设计方案]实验器材：如图所示。
其中A、B是两个直径为1.5 cm泡沫小球，小球的外层均匀涂有墨水，使之可以通过接触带电，A球用长为60 cm左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。
实验操作：使A、B两球带上同种电荷，发现B球离A球越近，A球偏离竖直方向就越大(实验中最好保持两球在同一水平面上)。
现象说明：大家是如何判断小球A所受的库仑力F大小的变化的？(通过偏离竖直方向的角度θ的大小，角度θ越大A所受的库仑力就越大。
)偏转角θ与小球A所受的库仑力F的大小关系如何？(F＝mgtanθ)特别提醒：由于在这里我们没法直接测量出力F的大小，而是通过偏转角θ的变化来判断F的变化这种方法就是测量变换法(间接测量法)。
实验结论：电荷量不变时，改变带电体间距离r，两电荷间的作用力F随距离r的减小而增大。
Ⅱ：定性探究二：F与q之间的定性关系(学生讨论设计实验方案)只改变q的大小，保持其他条件不变。
[实验设计方案]实验器材：将两个直径为1.5 cm、外层均匀涂有墨水的泡沫小球，用长为60 cm左右的细导线连起来，然后用绝缘棉线悬挂于铁架台上。
再将导线接到手摇静电感应器的一个小球上。
实验操作：摇动手柄，使A、B两球带上等量的同种电荷，发现手摇得越快，两球间的距离越大，即偏角越大。
特别提醒：由于要保持距离不变，通过改变电荷量的大小比较困难，而前面已经得出了F 与R的定性关系，这里学生一般能够看出q越大，F就越大。
现象说明：1．转得越快说明什么？(转得越快，说明两小球的带电荷量越多。
)2．两球距离(偏角)越大说明什么？(两球距离(偏角)越大说明两球间的相互作用力越大。
)实验结论：若距离不变，改变电荷量，两电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大。
（三）教学任务：简要介绍物理学史，初步感受平方反比规律的得出师生活动：电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？简要介绍物理学史：类比法的成功1．普利斯特利(1733～1804)：德国人，氧气的发现者，化学家。
2．富兰克林的空罐实验用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近，软木受到吸引。
但把它悬挂在罐内时，不论在罐内何处，它都不受电力。
当富兰克林写信将这一现象告之普利斯特利后，普氏想到：1687年牛顿曾证明：万有引力若服从平方反比定律，则均匀的物质球壳对壳内物体应无作用。
普利斯特利将空罐实验与牛顿推理类比，联想到电力也表现了这种特性，所以也应遵从平方反比定律。
（四）教学任务：库仑定律的内容师生活动：1．定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们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．公式：F ＝k q 1q 2r 2，其中k 为静电力常量，k ＝9.0×10－9 N ·m 2/C 2。
3．特别说明：(1)关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看做点电荷。
严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的。
这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念。
容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正。
(2)要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其他介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下。
(3)扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。
任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律。
用矢量求和法求合力。
利用微积分计算得：带电小球可等效看成电荷量都集中在球心上的点电荷。
静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则。
（五）教学任务：介绍库仑扭秤实验师生活动：利用图片加文字说明的形式展现人类对静电力的探究过程。
片段一：1767年，英国物理学家普利斯特利通过实验发现静电力与万有引力的情况非常相似，为此他首先提出了静电力平方成反比定律猜测。
片段二：1772年，英国物理学家卡文迪许遵循普利斯特利的思想以实验验证了电力平方反比定律。
片段三：1785年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤，用扭秤实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律，用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律。
库仑扭秤实验的验证过程(投影加解说)(1)结构简介(利用投影显示)。
(2)如何解决力的准确测量？①操作方法，力矩平衡：静电力力矩＝金属细丝扭转力矩，F ∶θ②思想方法：放大、转化(3)F 与r 2关系的验证。
①设计思想：控制变量法——控制Q 不变②结果：库仑精确地用他的扭秤实验测量了两个带电小球在不同距离下的静电力，证实了自己的猜测。
基本上验证了F 与r 之间的平方反比关系。
(4)如何解决电荷量测量问题，验证F 与Q 的关系？①库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两者相互接触后电荷量被两球等分，各自带有原有总电荷量的一半。
这样库仑就巧妙地解决了这个问题，用这个方法依次得到了原来电荷量的1/2、1/4、1/16等的电荷，从而顺利地验证得出F ∝Q 1Q 2②思想方法：守恒、对称。
（六）教学任务：库仑定律的应用例题试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。
已知电子的质量m 1＝9.10×10－31 kg ，质子的质量m 2＝1.67×10－27 kg 。
电子和质子的电荷量都是1.60×10－19 C 。
分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解。
解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是F 1＝k Q 1Q 2r 2，F 2＝G m 1m 2r 2，F 1F 2＝kQ 1Q 2Gm 1·m 2F 1F 2＝9.0×109×1.60×10－19×1.60×10－196.67×10－11×9.10×10－31×1.67×10－27＝2.3×1039 可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力。
其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计。
三、巩固练习1．真空中有两个相同的带电金属小球A 和B ，相距为r ，带电荷量分别为q 和2q ，它们之间相互作用力的大小为F 。
有一个不带电的金属球C ，大小跟A 、B 相同，当C 跟A 、B 小球各接触一次后拿开，再将A 、B 间距离变为2r ，那么A 、B 间的作用力的大小可为…( )A ．3F/64B ．0C ．3F/82D ．3F/162．如图所示，A 、B 、C 三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电荷量相等。
A 、B 两处为正电荷，C 处为负电荷，且BC ＝2AB 。
那么A 、B 、C 三个点电荷所受库仑力的大小之比为______。
3．真空中有两个点电荷，分别带电q 1＝5×10－3C ，q 2＝－2×10－2 C ，它们相距15 cm ，现引入第三个点电荷，它应带电荷量为______，放在______位置才能使三个点电荷都处于静止状态。
4．把一电荷Q 分为电荷量为q 和(Q －q)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥力，则q 和Q 的关系是______。
四、课堂小结一、点电荷1、定义2、理解：理想模型，视情况而定二、库仑定律1、探 究实验2、库仑定律1）内容，2）公式3）理解 ：对r 的理解，②K 的理解k=9.0×109N ·m2/C2 4）适用范围 ： ① 真空（空气中近似成立） ② 点电荷五、布置作业1．交送作业：教材 “问题与练习” T1、T2、T3。