9.2 库仑定律 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

2 库仑定律 1.如图所示，A、B、C是光滑绝缘水平桌面上位于同一圆周且等间距的三点，现在这三点分别放置完全相同的带电量为-q的金属小球，同时在圆心O处放置一个带电量为+Q的小球，已知所有小球均可看作点电荷且均处于静止状态，则Q与q的比值为（　　） A． B． C． D．3 【正确答案】B 预习检查 2.甲乙两个带有同种电荷的小球，套在固定的光滑绝缘的圆弧杆上，处于平衡状态，已知甲离最低点较近些，如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．甲球带电量一定大于乙球带电量 B．甲球的荷质比一定大于乙球的荷质比 C．甲球质量一定大于乙球质量 D．甲球质量一定小于乙球质量 【正确答案】C 如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、 P2、P3等位置。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ （2）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ （1）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ 问题提出 电荷之间的作用力与万有引力是否具有相似的形式呢？是否也满足“平方反比”的规律呢？最终解决这一问题的是法国科学家库仑。 （1）带电体C与小球间的作用力会随距离的减小而增大； （2）在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力也会增大或减小； 一、问题探究 实验现象 探究实验 1、定性研究 探究实验方法 控制变量法 研究： （1）电荷量 q 不变，改变 r ; （2）距离 r 不变，改变 q ; 演示实验 定性研究 结论： 2.定量实验 研究的历程 2.定量实验 研究的历程 富兰克林注意到一个使他不解的现象..... 普利斯特利通过类比，认为静电力与万有引力具有一样的特性。卡文迪什也得出同样的结论 库仑通过直接测量，寻找到电力的规律 定量实验-----库仑的实验 库仑做实验的装置---库仑扭秤 微小力不易测量； 距离不易测量； 电荷量不易测量 遇到困难： 突破方法： 放大微小力 等倍改变距离 平分电荷量 细银丝 刻度盘指针 现代精密仪器测量---重现定量实验研究 作用力 F 与距离 r 的关系： 定量实验结论： （1）电荷间的作用力 F 与距离 r 的二次方成反比； 实验结论： 想一想？ 2.表达式 三、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。 电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力 比例系数 k 叫做静电力常量，国际单位制中， 3 理解 （1）适用条件 真空中 静止 点电荷 （2）相互作用力的方向：在它们的连线上 + + + - 例：A 、B 、C 三个点电荷固定在一条直线上，A 、B 均带正电，C 带负电，分析带电体 A 和 C 对 B 的库仑力的方向？ + + - 4 意义 （1）库仑定律是电学发展史上的第一个 定量 实验定律； 放大思想、均分思想、理想化模型思想 （2）类比法 在库仑定律建立过程中发挥了重要作用 四、静电力的计算 例1.在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为 。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。 通过以上对静电力和万有引力的研究讨论，请比较库仑定律和万有引力定律有哪些相似和不同之处？ 想一想？ 相似 不同 分别跟电荷量的乘积和质量的乘积成正比 都跟距离的二次方成反比 静电力是带电体间的作用力，万有引力是任何物体间的作用力 静电力有吸引力和排斥力，万有引力只有吸引力 体现自然规律的多样性和统一性 例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：Q 3 所受的库仑力。 小 结： 带电体的相互作用力 相互作用观 类比思想 放大思想 均分思想 模型构建 科学思维 库仑扭秤实验结果与解释 问题 / 证据 解释 / 交流 科学探究 物理观念 电力 力学中的作用力 微小量放大 电荷量均分 点电荷 质点 科学探究 提出物理问题 形成猜想与假设 设计实验与制定方案 获取和处理信息 基于证据的出结论（完善修订） 伽利略的科学实验方法 $$