物理必修二1.2《库仑定律》
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库仑定律ppt课件
突破方法 放大微小力 等倍改变距离 平分电荷量
库仑扭秤
实验的再现
B
实验装置 A
电子秤
游标卡尺
演示实验1 电荷量q不变，探究作用力F与距离r的关系
实验数据与图像：作用力F与距离r 的关系
r/cm 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 M/g 0.009 0.010 0.013 0.018 0.024 0.033
作用力F与距离r2 的关系 r2/10-2m2 1.000 0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 F/10-4N 0.88 0.98 1.27 1.76 2.35 3.23
坐标转换：r2
1/r2
在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体间距离的平方成反比。
演示实验2 距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系
分析：氢原子核与质子所带的电荷量相同，是1.60×10-19C。电子带负电，所带 的电荷量也是1.60×10-19C。质子质量为1.67×10-27kg，电子质量为9.1×10-31kg 。
解：根据库仑定律，它们之间的静电力和万有引力
qq
F电 k
12
r2
=
9.0
109
(1.6 1019 (5.31011
合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0.25N, 方向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
两个或两个以上点电荷间的静电力求解
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各个点电荷 单独对这个点电荷作用力的矢量和。
谢谢观赏
第一章 静电场的描述
第二节 库仑定律
一、点电荷 研究表明，带电体之间的相互作用力除了与它们所带的电量及相对位置有 关，还与它们的形状和大小有关，这大大增加了研究这一问题的复杂性.
库仑扭秤
实验的再现
B
实验装置 A
电子秤
游标卡尺
演示实验1 电荷量q不变，探究作用力F与距离r的关系
实验数据与图像：作用力F与距离r 的关系
r/cm 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 M/g 0.009 0.010 0.013 0.018 0.024 0.033
作用力F与距离r2 的关系 r2/10-2m2 1.000 0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 F/10-4N 0.88 0.98 1.27 1.76 2.35 3.23
坐标转换：r2
1/r2
在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体间距离的平方成反比。
演示实验2 距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系
分析：氢原子核与质子所带的电荷量相同，是1.60×10-19C。电子带负电，所带 的电荷量也是1.60×10-19C。质子质量为1.67×10-27kg，电子质量为9.1×10-31kg 。
解：根据库仑定律，它们之间的静电力和万有引力
F电 k
12
r2
=
9.0
109
(1.6 1019 (5.31011
合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0.25N, 方向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
两个或两个以上点电荷间的静电力求解
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各个点电荷 单独对这个点电荷作用力的矢量和。
谢谢观赏
第一章 静电场的描述
第二节 库仑定律
一、点电荷 研究表明，带电体之间的相互作用力除了与它们所带的电量及相对位置有 关，还与它们的形状和大小有关，这大大增加了研究这一问题的复杂性.
《库仑定律》PPT课件
15
核心要点 对“点电荷”的理解 [观察探究]
如图，“嫦娥三号”月球探测器升空过程中由于与大气摩擦 产生了大量的静电。 (1)在研究“嫦娥三号”与地球的静电力时，能否把“嫦娥三号” 看成点电荷？ (2)研究点电荷有什么意义？ 答案 (1)能 (2)点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是我们 抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型。
第2节 库仑定律
-.
1
物理观念
科学思维
科学探究
核心素养
1.通过抽象概括建立点 电荷这种理想化模型。 1.知道点电荷的概念。 2.进一步了解控制变量 2.理解库仑定律的内容、 法在实验中的作用。 公式及适用条件。 3.会用库仑定律进行有 关的计算。
经历探究实验过 程，得出电荷间 作用力与电荷量 及电荷间距离的 定性关系。
4
2.控制变量法 探究某一物理量与其他两个物理量的关系时，应先控制一个量不变，来研究另 外两个量之间的关系，然后再控制另一个量不变，研究其他两个量之间的关系， 最后总结出要研究的各个量之间的关系，这种控制变量研究其他量关系的方法 叫控制变量法。
5
3.实验现象 (1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度__越__小___。 (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大 ，丝线偏离竖直方向的角度 ___越__大___。
21
核心要点 对库仑定律的理解
[观察探究] 如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的 相同的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同 位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。此实验得出的结论是什么？ 答案 在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量 的方法进行，如本实验，根据小球的偏角可以看出小球所受作用 力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作 用力和电性、电荷量关系，故得出的实验结论是：电荷之间作用 力的大小与两电荷间的距离有关。
核心要点 对“点电荷”的理解 [观察探究]
如图，“嫦娥三号”月球探测器升空过程中由于与大气摩擦 产生了大量的静电。 (1)在研究“嫦娥三号”与地球的静电力时，能否把“嫦娥三号” 看成点电荷？ (2)研究点电荷有什么意义？ 答案 (1)能 (2)点电荷是理想化模型，实际中并不存在，是我们 抓住主要因素、忽略次要因素抽象出的物理模型。
第2节 库仑定律
-.
1
物理观念
科学思维
科学探究
核心素养
1.通过抽象概括建立点 电荷这种理想化模型。 1.知道点电荷的概念。 2.进一步了解控制变量 2.理解库仑定律的内容、 法在实验中的作用。 公式及适用条件。 3.会用库仑定律进行有 关的计算。
经历探究实验过 程，得出电荷间 作用力与电荷量 及电荷间距离的 定性关系。
4
2.控制变量法 探究某一物理量与其他两个物理量的关系时，应先控制一个量不变，来研究另 外两个量之间的关系，然后再控制另一个量不变，研究其他两个量之间的关系， 最后总结出要研究的各个量之间的关系，这种控制变量研究其他量关系的方法 叫控制变量法。
5
3.实验现象 (1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度__越__小___。 (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大 ，丝线偏离竖直方向的角度 ___越__大___。
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核心要点 对库仑定律的理解
[观察探究] 如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的 相同的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同 位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。此实验得出的结论是什么？ 答案 在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量 的方法进行，如本实验，根据小球的偏角可以看出小球所受作用 力逐渐减小，由于没有改变电性和电荷量，不能研究电荷之间作 用力和电性、电荷量关系，故得出的实验结论是：电荷之间作用 力的大小与两电荷间的距离有关。
《库仑定律》 讲义
《库仑定律》讲义一、库仑定律的发现背景在物理学的发展历程中，对于电现象的研究一直是一个重要的领域。
在十八世纪中叶，人们已经对静电现象有了一定的观察和认识，但对于电荷之间相互作用的规律还没有清晰的理解。
当时，科学家们已经知道摩擦可以使物体带电，并且同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
然而，对于电荷之间作用力的大小与哪些因素有关，还缺乏准确的定量描述。
法国物理学家库仑，在前人的研究基础上，通过精心设计的实验，最终发现了电荷之间相互作用的定量规律，也就是我们今天所说的库仑定律。
二、库仑定律的内容库仑定律指出：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
作用力的方向沿着它们的连线。
如果用 q1 和 q2 分别表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们之间的距离，F 表示它们之间的作用力，那么库仑定律可以用公式表示为：F ＝ k （q1 q2) ／ r²其中，k 是一个常量，被称为库仑常量。
在国际单位制中，k 的值约为 90×10⁹ N·m²/C²。
需要注意的是，库仑定律中的“静止”条件是非常重要的。
这是因为当电荷运动时，会产生磁场，此时电荷之间的相互作用将变得更加复杂，不再仅仅遵循库仑定律。
三、库仑定律的实验验证库仑的实验设计非常巧妙。
他使用了一种叫做扭秤的装置来测量微小的力。
库仑扭秤的主要部分是一个轻而坚固的水平横杆，横杆的中点悬挂在一根细丝上。
横杆的两端分别放置一个带电小球。
另外还有一个与横杆上的小球相同电荷量的小球，固定在距离横杆不远处。
当横杆上的小球受到固定小球的库仑力作用时，横杆会发生扭转。
通过测量横杆扭转的角度，可以计算出库仑力的大小。
库仑通过多次改变电荷量和距离，进行了大量的实验测量，最终验证了库仑定律的正确性。
四、库仑定律的适用范围库仑定律适用于真空中的两个静止的点电荷。
但在实际情况中，往往存在多个电荷或者电荷分布在一定的空间区域内。
1.2库仑定律课件
即时应用
《三维设计》P5 考点三：通方法
2.距离越近，偏角越大，力越大；距离越远，力越小。
三、库仑扭秤
刻度盘与指针
带电小球C 带电小球A
细银丝 平衡小球
四、库仑定律
五、库仑定律
1、 内容：真空中两个静止点电荷之间相互 作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与 它们距离的二次方成反比，作用力的方向在 它们的连线上。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
2、表达式：
F k
1
2
r2
3、适用条件： 真空中静止点电荷
即时应用
《三维设计》P5 考点二：通方法
4、点电荷
（1）在研究带电体间的相互作用时，如 果带电体自身的大小远小于它们之间的 距离，以至带电体自身的大小、形状及 电荷分布状况对我们所讨论的问题影响 甚小，相对来说可把带电体看作一带电 的点，叫做点电荷。
第2节
一、电、起电、电荷守恒定律、元电荷
1.起电方法
1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电
2.电荷守恒定律
3.元电荷
e 1.601019C
复习回顾
1.万有引力定律的内容?
自然界中任何两个物体都相互吸引，
引力的大小与物体质
F万
G
m1m2 r2
均匀带电的球体,由于球所具有的对称 性,即使它们之间的距离不是很大,一般也 可以当作电电荷来处理---电荷集中在球 心的点电荷。
（2）点电荷是一个理想化的模型，类似于 力学中的质点。
即时应用
《三维设计》P4 第1、2题
库仑定律与万有引力定律的比较
★我的收获
1.影响电荷间相互作用力的因素：电荷量、距离
2.库仑定律的内容和表达式及适用条件
1.2库仑定律
1.2 库仑定律简介库仑定律是电磁学中的基本定律之一，描述了带电物体之间相互作用力的大小与它们之间距离、电荷量的关系。
该定律是由法国物理学家库仑于18世纪末提出的，被认为是电磁学的基石之一，对于理解电荷之间的相互作用以及电磁现象的发生和演化具有重要意义。
定义库仑定律可以表述如下：两个电荷之间的静电力的大小与它们之间直线距离的平方成反比，在恒定吸引或排斥力的情况下，与这两个电荷的数量成正比。
公式表示为：F = k * (q1 * q2) / r^2其中，F表示两个电荷之间的静电力，k是库仑常数，q1和q2分别表示两个电荷的电荷量，r表示它们之间的距离。
库仑常数库仑常数是一个物理常数，用于计算两个电荷之间的静电力。
它的数值约为9.0 x 10^9 Nm2/C2，其中Nm2/C2是国际单位制中的单位。
电荷的性质根据库仑定律，电荷有两种性质：正电荷和负电荷。
正电荷尽可能地排斥彼此，而负电荷也尽可能地排斥彼此。
正电荷和负电荷之间会产生吸引力，这是导致电荷之间相互作用的原因。
实例分析下面我们通过一个实例来分析和应用库仑定律。
假设有两个电荷，电荷q1的电荷量为2C，电荷q2的电荷量为-4C，它们之间的距离r为1m。
我们可以使用库仑定律来计算它们之间的静电力。
根据库仑定律的公式，我们有：F = k * (q1 * q2) / r^2代入具体数值得到：F = (9.0 x 10^9 Nm2/C2) * (2C * -4C) / (1m)^2简化计算得到：F = -7.2 x 10^9 N由此可见，这两个电荷之间的静电力是-7.2 x 10^9 N（牛顿）。
负号表示这两个电荷之间的力是吸引力，而不是排斥力。
应用库仑定律在众多领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1.静电学：库仑定律对于描述静电现象和静电力的大小提供了基本的理论基础。
2.电荷的分布与运动：在电荷的分布和运动方面，库仑定律有很多应用，比如计算静电场的大小、电荷在电场力作用下的运动等。
高中物理课件-1.2库仑定律
C FC
A
B
例7：如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细 线下端有一个带电量不变的小球A。在两次实验中，均 缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正 下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线 偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电量分别 为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为( )
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、数学表达式：
F
k
q1q2 r2
k:静电力常量
(k=9.0×109N·m2/C2)
（说明：代入数据计算时，应该用q1、q2的绝对值代入）
3、方向： “同种电荷相排斥，异种电荷相吸引”
说明：上面的公式与我们前面所学的万有引力 公式实在是太像了，回顾万有引力公式及其适 用条件，进而讲述库仑定律的适用条件。
第2节 库 仑 定 律
同种电荷相互排斥、 异种电荷相互吸引。
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 遵循什么规律呢？
一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：
1、实验装置：
2、实验方法： 控制变量法
3、实验过程：
结论：
（1）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大 （2）电荷之间的作用力随距离的增大而减小
提醒 库仑定律的适用是什么条件？
点电荷：物理模型，即如果满足相互之间距离远大
于带电体大小则带电体便可看做点电荷.
++ +
L=4r +++
+Q
+Q
+++ L=4r ---
+Q
A
B
例7：如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细 线下端有一个带电量不变的小球A。在两次实验中，均 缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正 下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线 偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电量分别 为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为( )
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、数学表达式：
F
k
q1q2 r2
k:静电力常量
(k=9.0×109N·m2/C2)
（说明：代入数据计算时，应该用q1、q2的绝对值代入）
3、方向： “同种电荷相排斥，异种电荷相吸引”
说明：上面的公式与我们前面所学的万有引力 公式实在是太像了，回顾万有引力公式及其适 用条件，进而讲述库仑定律的适用条件。
第2节 库 仑 定 律
同种电荷相互排斥、 异种电荷相互吸引。
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？ 遵循什么规律呢？
一、探究影响电荷间的相互作用力的因素：
1、实验装置：
2、实验方法： 控制变量法
3、实验过程：
结论：
（1）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大 （2）电荷之间的作用力随距离的增大而减小
提醒 库仑定律的适用是什么条件？
点电荷：物理模型，即如果满足相互之间距离远大
于带电体大小则带电体便可看做点电荷.
++ +
L=4r +++
+Q
+Q
+++ L=4r ---
+Q
完整高中物理课件库仑定律
(1)若 q2 为正电荷，对 q1 而言要让其平衡， q3 必为负电荷，但对
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
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
高中物理1.2 库仑定律优秀课件
小
对所研究问题的影响是否可以忽略不计
2.(库仑定律的理解)(20xx·南平检测)关于库仑定律，以下说法正确的选项是
A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B.根据F＝kQr1Q2 2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大 C.带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
2、点电荷之间的作用力与点电荷的电荷量及电荷之间的距离有 关： 电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间距离 的增大而减小．
二、库仑定律
思考：库仑利用扭秤实验研究电荷间的相互作用，该装置利用 什么方法显示力的大小？实验的巧妙表达在何处？
二、库仑定律
1.2 库 仑 定 律
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
1、点电荷 1〕定义：点电荷是用来代替带电体的点 2〕条件：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距 离小很多，带电体的形状、大小及电荷分布对作用力的影响 可以忽略时，带电体可以看做点电荷。 注：点电荷就是一个理想化的物理模型，类似于力学中的质 点。
例3 如下图，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2 ×10－14 C.在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m.如果 有一电子静止放在C点处，那么它所受的库仑力的大小和方向如何？
答案 F＝8.0×10－21 N，方向平行于AB连线由B指向A.
针对训练 (20xx·德州期末)如图3所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间 的距离分别为ab＝8 cm、ac＝6 cm、bc＝10 cm，小球c所受库仑力合力的方向 平行于ab的连线斜向下.关于小球a、b的电性及所带电荷量比值的绝对值n，以 下说法正确的选项是
对所研究问题的影响是否可以忽略不计
2.(库仑定律的理解)(20xx·南平检测)关于库仑定律，以下说法正确的选项是
A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B.根据F＝kQr1Q2 2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大 C.带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
2、点电荷之间的作用力与点电荷的电荷量及电荷之间的距离有 关： 电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间距离 的增大而减小．
二、库仑定律
思考：库仑利用扭秤实验研究电荷间的相互作用，该装置利用 什么方法显示力的大小？实验的巧妙表达在何处？
二、库仑定律
1.2 库 仑 定 律
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素
1、点电荷 1〕定义：点电荷是用来代替带电体的点 2〕条件：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距 离小很多，带电体的形状、大小及电荷分布对作用力的影响 可以忽略时，带电体可以看做点电荷。 注：点电荷就是一个理想化的物理模型，类似于力学中的质 点。
例3 如下图，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14 C和Q2＝－2 ×10－14 C.在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2 m.如果 有一电子静止放在C点处，那么它所受的库仑力的大小和方向如何？
答案 F＝8.0×10－21 N，方向平行于AB连线由B指向A.
针对训练 (20xx·德州期末)如图3所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间 的距离分别为ab＝8 cm、ac＝6 cm、bc＝10 cm，小球c所受库仑力合力的方向 平行于ab的连线斜向下.关于小球a、b的电性及所带电荷量比值的绝对值n，以 下说法正确的选项是
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
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
1.2库仑定律课件
（1）库仑定律的适用条件：真空中、静止点电。荷
（2）电荷之间的作用力叫做静电力或库仑力，它是一种 性质力，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．
例1：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m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×1027kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．（提示：
1.2 库仑定律
前置性补偿
1、自然界中存在着几种电荷？它们之间相互作用关系 如何？
正负两种电荷；同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
2、什么是带电体的电荷量？其单位是什么？
电荷的多少叫做电荷量，简称电量，用字母Q或q表示； 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，用字母C表示。
本节课，我们来研究学习电荷之间相互作用力的大小
库仑（1736-1806）
二、库仑定律
1、内容：
真空中两个静止点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这 两个点电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的 二次方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。
2、数学表达式：
F
k
Q1Q2 r2
K叫做静电力常量,实验测得k=9.0×109N·m探究影响两点电荷之间相互作用的因素
异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。
猜想 电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢？
距离 所带电荷量
带电体形状（大 小、电荷分布等）
思考：为了研究的方便，能否将上述问题进行简化？
比如忽略带电体的形状大小
1、点电荷 理想化模型
在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离 远大于它们本身的大小．以致带电体的形状、大小以及 电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样
（2）电荷之间的作用力叫做静电力或库仑力，它是一种 性质力，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．
例1：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m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×1027kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．（提示：
1.2 库仑定律
前置性补偿
1、自然界中存在着几种电荷？它们之间相互作用关系 如何？
正负两种电荷；同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
2、什么是带电体的电荷量？其单位是什么？
电荷的多少叫做电荷量，简称电量，用字母Q或q表示； 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，用字母C表示。
本节课，我们来研究学习电荷之间相互作用力的大小
库仑（1736-1806）
二、库仑定律
1、内容：
真空中两个静止点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这 两个点电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的 二次方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。
2、数学表达式：
F
k
Q1Q2 r2
K叫做静电力常量,实验测得k=9.0×109N·m探究影响两点电荷之间相互作用的因素
异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。
猜想 电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关呢？
距离 所带电荷量
带电体形状（大 小、电荷分布等）
思考：为了研究的方便，能否将上述问题进行简化？
比如忽略带电体的形状大小
1、点电荷 理想化模型
在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离 远大于它们本身的大小．以致带电体的形状、大小以及 电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样
《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
《库仑定律》 讲义
《库仑定律》讲义一、引言在电学的发展历程中，库仑定律无疑是一座重要的里程碑。
它为我们理解电荷之间的相互作用提供了坚实的理论基础。
接下来，让我们一同深入探讨库仑定律的奥秘。
二、库仑定律的发现库仑定律的发现并非一蹴而就，而是经历了漫长的探索过程。
在库仑之前，科学家们已经对电学现象有了一定的观察和研究。
例如，富兰克林通过风筝实验揭示了雷电的本质是电，并发现了电荷的正负之分。
库仑则通过精心设计的实验，对电荷之间的作用力进行了定量的测量。
他使用了类似于扭秤的装置，巧妙地测量出了微小的力的变化。
经过多次实验和严谨的分析，库仑最终得出了电荷之间相互作用力的规律，即库仑定律。
三、库仑定律的内容库仑定律的表述为：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比；作用力的方向在它们的连线上。
如果用 F 表示两个点电荷之间的作用力，q1 和 q2 分别表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们之间的距离，库仑定律可以用公式表示为：F ＝ k （q1 q2) ／ r²其中，k 是库仑常量，在国际单位制中，k 的值约为 90×10⁹N·m²/C²。
需要注意的是，库仑定律有其适用条件。
首先，电荷必须是静止的；其次，点电荷是一种理想化的模型，当带电体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略时，可以将其视为点电荷。
四、库仑定律的意义库仑定律的发现具有极其重要的意义。
从理论层面来看，它为电学的进一步发展奠定了基础。
使得我们能够对电荷之间的相互作用进行定量的计算和预测，为后续的电磁学理论的建立铺平了道路。
在实际应用方面，库仑定律广泛应用于各种电学领域。
例如，在电力工程中，用于计算电线之间的电场力，从而保障电力系统的安全稳定运行；在电子学中，有助于设计和优化电子器件的结构和性能。
五、库仑定律与其他物理定律的关系库仑定律与牛顿万有引力定律有着相似之处。
它们都遵循平方反比的规律，这表明自然界中许多相互作用的规律具有一定的相似性和统一性。
1.2 库仑定律
用这一相似性,借助于类比方法,人们完成了许多问题的求
解.
7.应用库仑定律解题应注意的问题
kQ1Q2 , ①在理解库仑定律时,有人根据公式 F 2 设想当r→0时 r 得出F→∞的结论,从数学角度分析是正确的,但从物理角度
分析,这一结论是错误的,错误的原因是:当r→0时两个电荷 已失去了作为点电荷的前提条件,何况实际电荷都有一定
Q1Q2 F k 2 其中 , ,静电力常量 r
k=9.0×109 N·m2/C2.
3.方向:在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸.
4.适用范围:适用于真空中两个点电荷间的相互作用,对于不能 看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解,但我们 可以用一组点电荷来代替实际的带电体,从而完成问题的 求解.
力,F为“-”表示引力.
三､库仑定律的应用
1.在同一条直线上三个自由点电荷只受库仑力的平衡规律 例:a､b两个点电荷,相距40 cm,电荷量分别为q1和q2,且q1=9q2, 都是正电荷;现引入点电荷c,这时a､b､c三个电荷都恰好处 于平衡状态.试问:点电荷c的性质是什么,电荷量多大?它放
在什么地方?
大小,根本不会出现r=0的情况,也就是当r→0时不能用库仑
定律计算两点电荷间的相互作用力.
②可将计算库仑力大小和判断方向两者分别进行,即用公式计
算库仑力大小时,不必将表示Q1､Q2的带电性质的正､负号 代入公式,只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力 的大小,力的方向再根据同种电荷相互排斥,异种电荷互相 吸引加以判断,也可将Q1､Q2带符号运算,F为“+”表示斥
典例分析
一､对库仑定律适用条件的理解 例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 心相距3R时,相互作用的静电力大小为(
物理库仑定律ppt课件
03
库仑定律的重要性
库仑定律是电磁学的基本定律之一，对于理解电荷之间的相互作用以及
电场、电势等概念具有重要意义。
对未来学习的建议与展望
学习建议
在学习库仑定律之后，建议进一步学习 电场、电势等概念，并掌握这些概念的 应用。
VS
学习展望
在学习电场、电势等概念之后，可以进一 步学习高斯定理、麦克斯韦方程等更高级 的电磁学知识。
关系。
实验结果与理论预测相符，证明 了库仑定律的正确性。
实验结果对于理解电场、电势等 概念具有重要的意义，也为后续
学习电磁场理论奠定了基础。
04
库仑定律在生活中的应用
Chapter
静电现象中的应用
摩擦起电
当两个物体互相摩擦时，由于不同物体对电子的束 缚能力不同，电子会从一个物体转移到另一个物体 ，从而使一个物体带正电，另一个物体带负电。这 种现象可以用库仑定律来解释。
探索新的理论
随着物理学的发展，可能会提出新的理论来解释电学现象， 从而更好地描述和预测实验结果。
实际应用中面临的挑战与问题
电学设备Байду номын сангаас稳定性
在实际应用中，电学设备可能会受到温度、湿度等环境因素的影响，从而影响其稳定性和准确性。
复杂电路的设计
在某些复杂电路中，可能难以准确地计算电流、电压等参数，这需要设计者具备更高的技术水平。
库仑定律的局限性
仅适用于点电荷
库仑定律仅适用于计算两个点电荷之 间的作用力，对于带电体有一定的形 状和大小的情况，该定律可能不适用 。
电场强度有限
库仑定律中的电场强度是有限的，对 于非常强的电场，该定律可能不适用 。
未来发展方向与趋势
发展更精确的实验设备
1.2库仑定律 高中必修物理教学课件PPT 人教版
• 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．
课堂训练
3、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不
带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定
距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c
球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的
静电力将变为（ ）C。
A．F/2
B．F/4
C．F/8
思考题
两个靠近的带电球体，是否可以看 出是集中在球心位置的点电荷？
不可以
课堂训练
1、两个半径为0.3m的金属球，球心相距 1.0m放置，当他们都带1.5×10−5 C的正 电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带 +1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的电量时， 相互作用力为F2 , 则（ ） A．F1 = F2
课堂训练
3、下列说法中正确的是： D A .点电荷就是体积很小的电荷． B .点电荷就是体积和带电量都很小
的带电体． C .根据公式可知F=k(q1q2)/r2, 当间距
r→0时,静电力F→∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的．
库仑的实验
库 仑 扭 秤
库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如 图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的 一端是一个带电的金属小球A，另一端有 一个不带电的球与A球的重力平衡。当把 另一个带电的小球C插入容器并使它靠近A 时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过 悬丝扭转的角度可以比较力的大小。(设计的
从例题可以看 出：电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.3×1039 倍.正因如此,以后在 研究带电微粒间相 互作用时,经常忽略 万有引力.
对于一般的带电体,静电力也比万有 引力大得多,因此研究两个带电体间的相 互作用时也忽略万有引力.
课堂训练
3、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不
带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定
距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c
球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的
静电力将变为（ ）C。
A．F/2
B．F/4
C．F/8
思考题
两个靠近的带电球体，是否可以看 出是集中在球心位置的点电荷？
不可以
课堂训练
1、两个半径为0.3m的金属球，球心相距 1.0m放置，当他们都带1.5×10−5 C的正 电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带 +1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的电量时， 相互作用力为F2 , 则（ ） A．F1 = F2
课堂训练
3、下列说法中正确的是： D A .点电荷就是体积很小的电荷． B .点电荷就是体积和带电量都很小
的带电体． C .根据公式可知F=k(q1q2)/r2, 当间距
r→0时,静电力F→∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的．
库仑的实验
库 仑 扭 秤
库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如 图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的 一端是一个带电的金属小球A，另一端有 一个不带电的球与A球的重力平衡。当把 另一个带电的小球C插入容器并使它靠近A 时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过 悬丝扭转的角度可以比较力的大小。(设计的
从例题可以看 出：电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.3×1039 倍.正因如此,以后在 研究带电微粒间相 互作用时,经常忽略 万有引力.
对于一般的带电体,静电力也比万有 引力大得多,因此研究两个带电体间的相 互作用时也忽略万有引力.
1.2库仑定律
1.2
库仑定律
探究影响电荷间相互作用力的
电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大， 电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大， 随电荷量的增大而增大 随距离的增大而减小。 随距离的增大而减小。
法国物理学家库仑，用实验研究 了电荷间相互作用的电力，这就 是：
库仑定律
内容： 真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的 乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向 在它们的连线上。
静电力
Q1Q2 F =k 2 r
静电力常量 k=9× k=9×10 9 N·m2/C2 m
只有引力
有引力、 有引力、斥力
作用力的方向： 作用力的方向：在它们的连线上 方向
1、真空中有两个相距0.1m、带 、真空中有两个相距 、 电量相等的点电荷它们之间的静 电力的大小为3.6× 电力的大小为 ×10-4N，求每个 ， 电荷的带电量是元电荷的多少倍？ 电荷的带电量是元电荷的多少倍？
库仑力 静电力
表达式： 表达式：
q1q2 F =k 2 r
静电力常量 k=9×109 N·m2/C2 ×
库仑利用库仑扭秤装置测得 库仑利用库仑扭秤装置测得 库仑扭秤
适用条件： 适用条件： 真空（干燥空气） （1）真空（干燥空气） （2）两个静止点电荷 间
什么是点电荷？ 什么是点电荷？
1、点电荷是一种理想化模型。 、点电荷是一种理想化模型。 理想化模型 2、不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于 、不考虑大小和电荷的具体分布， 一点的电荷。 一点的电荷。 3、可把带电体处理为点电荷的条件： 、可把带电体处自身的大小大得多， 带电体间的距离比它们自身的大小大得多， 带电体的形状和大小可以忽略不计时。 形状和大小可以忽略不计时 带电体的形状和大小可以忽略不计时。
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高中物理
选修3－1
学以致用 真空中两个完全相同的带等量电荷的金属 球A和B(可看作点电荷)，分别固定在两处， 两球间的静电引力为F，用一个不带电的完全 相同的金属球C先与A接触，再与B接触，然后 移去C，则A、B之间的静电力为 F ； 若再使A、B球间的距离增大一倍，它们之间 的静电力为 F。
高中物理
库仑的实验数据
Байду номын сангаас
定量研究
Q 一 定
次数
第1次 第2次 第3次
距离 36 18 8.5
偏角 360 1440 575.50
Fn/Fn-1
4.000 3.997
库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验
高中物理
选修3－1
库 伦 扭 秤
高中物理
选修3－1
点电荷
当带电体间的距离比它们自身的大小大得 多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状 况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不 计时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫 做点电荷。
高中物理
选修3－1
第 一 章 静 电 场
高中物理
选修3－1
猜想
电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？ 电荷间距离 电荷量 定性研究 1.与距离的关系 2.与电量的关系
F随r的增大而减小
F 随 Q 的增大而增大
高中物理
选修3－1 一
库仑扭秤实验 控制变量法 1、实验采取的研究方法?
2、如何设计实验？ （1）电量一定时，F与r的关系。 （2） r一定时，F与Q1×Q2。
高中物理
选修3－1
库仑力大小 表达式
q1q2 F k 2 r
1.单位：电荷量的单位是库伦（C），力的单位是 牛顿（N），距离的单位是（m）。 2.其中k 为静电力常量,k =9.0×109 N·2/C2. m 3.库仑力是性质力，受力分析不能漏掉。
高中物理
选修3－1
注 意
1.计算库仑力时，可以将点电荷电荷量的绝对值 直接代入公式计算，然后根据同种电荷相排斥、异种 电荷相吸引判断方向；也可以直接点电荷的电荷量带 符号运算，F 为正表示相斥，F 为负表示相吸。 2.电荷间的库仑力是一对作用力与反作用力，大 小相等方向相反。 3.两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。两个或者两个以上点电荷对某一点 电荷的作用力，等于各个点电荷单独对该点电荷的作 用力的矢量和。
选修3－1
学以致用
两半径均为r的金属小球,两球的边缘相距为r, 今使两球带上等量的异种电荷Q,求两电荷间 的库仑力F的大小？
r
类比：对于质量为ml和质量为m2的两个物体间的 万有引力的表达式，当两物体间的距离 r 趋于零 时，万有引力趋于无穷大，这样的说法正确吗？
高中物理
选修3－1
学以致用
氢原子核（即质子）的质量是 1.67×10-27kg ， 电子的质量是 9.1×10-31kg , 在氢原子内它 们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核 与其核外电子之间的库仑力和万有引力。
1、看成点电荷的条件： ①带电体之间的距离比它们自身的大小大得多； ②电荷均匀分布时可等效为带电体中心的距离
2、点电荷是一个理想化模型。
高中物理
选修3－1
库仑定律
真空中两个静止点电荷之间的相互作 用力，与它们电量的乘积成正比，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。 电荷间这种相互作用力叫做静电力或 库仑力。
高中物理
选修3－1
课堂小节
定量研究 演示实验 猜想 实验 定性研究 库仑定律
应用
q1q2 库仑定律： k 2 F r 适用范围：真空中、点电荷
内容：
F库＝8.2 10 N
－8
F库 F引
F引＝3.6 10
－ 47
＝2. 10 3
39
N
高中物理
选修3－1
通过这道题目请你对库仑力 与万有引力做一下比较
•相同处：
–大小与距离平方成反比。
•相异处：
–库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。
–库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力 。
•电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多. •因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万 有引力忽略不计。