第1章 第二节 库仑定律(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理必修第三册（粤教版2019）

1 | 点电荷 第二节 库仑定律 1.定义:如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离小得多,在研究它与 其他带电体的相互作用时,电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略,即可以把 带电体抽象成一个点,这个带电的点称为点电荷。 2.特点:点电荷是理想化的物理模型,只有电荷量,没有大小、形状,类似于力学中 的质点,实际不存在。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 3.带电体看成点电荷的条件 如果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和大小对相 互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键 作用的电荷量,带电体就能看成点电荷。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 实验原理 如图所示,B球平衡时,F=mg tan θ,θ变大,F变大 实验现象 (1)A、B带电荷量不变时,它们之间的距离越远,丝线偏离竖直方向的角度越小; (2)只增加球形导体A的电荷量,丝线偏离竖直方向的角度增大 实验结论 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 2 | 影响静电力的原因 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 3 | 库仑定律 1.内容:在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,其大小与它们的电荷量q1、 q2的乘积成正比,与它们之间距离r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 ,k叫静电力常量,数值k=9.0×109 N·m2/C2。 3.适用条件:真空中静止的点电荷。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 1.法国物理学家库仑利用扭秤实验探究电荷之间的相互作用规律时利用了放大 法的思想。 (　√　) 2.在绝缘光滑水平面上相隔一定距离放置两个带同种电荷的小球,今同时释放两 小球,则两小球加速度之比变小。 (    ✕　) 3.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体。 (    ✕　) 4.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相等,它们之间的库仑力大小一 定相等。 (　√　) 知识辨析 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 1.对库仑定律的理解 (1)库仑定律仅适用于真空中两个静止点电荷间静电力的计算,对于不能看作点 电荷的带电体,不能直接应用库仑定律计算静电力。对于两个均匀带电的球体, 相距较远时也可视为点电荷,此时r是两球心的距离。 (2)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两电荷的电荷量及间距有 关,跟它们的周围是否有其他电荷无关。 (3)库仑力也称为电场力,它与我们学过的重力、弹力、摩擦力是并列的,具有力 的一切性质。它是矢量,合成和分解时遵循平行四边形定则,能与其他的力平衡, 能使物体发生形变,能使物体产生加速度。 1 库仑力的大小计算及叠加 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 (4)可将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行。即用公式计算库 仑力大小时,不必将表示电荷带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的 绝对值代入公式中计算出力的大小,再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸 引判断力的方向。 2.库仑力的叠加 　　当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律。某一 带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力。这 就是库仑力的叠加原理。 　　对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余 所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 典例    如图所示,真空中三个点电荷A、B、C【1】,电荷量均为+Q,两两相距a放置, 试问: (1)C所受的电场力是多少? (2)如果将A、B移到它们连线的中点P【2】,C受到的电场力又是多少? 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 信息提取    【1】符合库仑定律的适用条件。 【2】P点处A、B两电荷所带总电荷量为2Q。 思路点拨    A、B在原位置:根据库仑定律公式【3】分别求出A、B对C的电场力大 小,根据同种电荷相互排斥判断电场力方向,再根据平行四边形定则【4】求解电荷 C受到的电场力的大小和方向。 A、B均放在P点后:根据电荷守恒定律【5】可得放在P点电荷的总电荷量,然后根据 库仑定律公式【6】和电荷间的作用规律,求出C受到的电场力的大小和方向。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 解析    (1)根据库仑定律得到A对C的电场力大小F1=k (由【3】得到),方向从 A指向C。 B对C的电场力大小F2=k (由【3】得到),方向从B指向C。 结合几何知识和平行四边形定则,得到电荷C受到的电场力的大小为F=2×k  cos 30°= (由【4】得到),方向从P指向C。 (2)如果将A、B移到它们连线的中点P,则P点的总电荷量为2Q(由【2】和【5】 得到),由几何关系可知P、C间距为  根据库仑定律可得C受到的电场力大小F'=k = (由【6】得到),方向由 P指向C。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 答案　(1) k ,沿PC方向 (2)k ,沿PC方向 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 1.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件:每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反。 (2)规律 即“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上;“两同夹异”——两侧的 点电荷电性相同,中间的点电荷的电性一定与两侧的相反;“两大夹小”——中 间电荷的电荷量最小;“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 (3)三个点电荷的电荷量满足 = + 。 2 库仑力作用下的平衡问题 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 2.不在同一条直线上多个点电荷的平衡问题 (1)根据题干条件,恰当选取研究对象,进行受力分析; (2)利用F=k 求出每个电荷受到的电场力; (3)根据平衡条件,利用相似三角形法、图解法、正交分解法等方法列式求解。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 静电场的描述 $$