9.2 库仑定律 课件1-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版 高中物理必修第三册(第九章 静电场） 9. 2 库仑定律 库仑（Charles-Augustin Coulomb) 同种电荷之间存在斥力 甲 乙 丙 电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？ 异种电荷之间存在引力 一、电荷间的相互作用力 探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明：电荷之间的作用力 （1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 库仑扭秤实验 研究方法：控制变量法 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系 二、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： 4.适用条件： 真空中(静止)点电荷 牛顿第三定律 电荷量代绝对值 在两点电荷的连线上 , 同种电荷相斥 , 异种电荷相吸。 3.方向： 点电荷 1、点电荷是一个理想化的模型。 2、带电体看成点电荷的条件： 当带电体的大小、形状及电荷分布对带电体之间的相互作用力影响很小时。 r R R<<r 5.理解： （1）两个点电荷间的库仑力是一对作用力和反作用。 （2）两个球体，r为球心间距离 （3）不能认为当r 0，F 1.0m 0.3m 1.0m 0.3m 1.0m 0.3m 1.0m 0.3m 1．关于点电荷的说法，正确的是(　　) A．只有体积很小的电荷，才能作为点电荷 B．体积很大的电荷，一定不能作为点电荷 C．点电荷一定是带电荷量很小的电荷 D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷量集中在球心的点电荷处理 课堂巩固 2．如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1和P2处。当小球N静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)。则(　　) A．小球N带正电，θ1＞θ2 B．小球N带正电，θ1＜θ2 C．小球N带负电，θ1＞θ2 D．小球N带负电，θ1＜θ2 3、 带电量分别为+4Q和-6Q的两个相同的金属小球，相距一定距离时，相互作用力的大小为F。若把它们接触一下后，再放回原处，它们的相互作用力的大小变为( ) A．F/24 B．F/16 C．F/8 D．F/4 2、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之间的库仑力将变为（ ）。 A．F/2 B．F/4 C．F/8 D．3F/8 +Q a -Q b c a b 三、静电力叠加 q2 q1 q3 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 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,求它们所受的库仑力。 解：q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离 r 都相同,所以 合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外. 1.把质量为2.0g的带负电的小球A用绝缘细线悬挂起来，若将带电荷量为Q=4.0 10-6C的带电小球B靠近小球A,如图所示，当两个带电小球在同一高度相距时30cm时，绳与竖直方向恰成450角,(小球A、B可看成点电荷）g取10m/s2,，求 （1）A球受的库仑力的大小 （2）A球所带电荷量 mg F 四、库仑力作用下的平衡问题： 450 FA FB FA>FB FB FA FA FB -4Q +Q A B x L+x -q 三点共线 两同夹异 两大夹小 近小远大 规律： 五、三个自由电荷平衡问题： FA FB FA>FB FB FA FA FB 例如 光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（ ） A －Q，在A左侧距A为L处 B －2Q，在A左侧距A为L/2处 C －4Q，在B右侧距B为L处 D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处 -4Q +Q A B 由库仑定律得： 解得：q=4Q x=L/2 对C: 对B: x L+x C为负电荷 -q $$