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

9.2 9.2 库仑定律 1.知道点电荷的概念. 2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件. 3.理解静电力的概念，会用库仑定律进行有关计算. 学习目标 （一）探究影响电荷之间相互作用力的因素 电荷间的相互作用力可能和什么有关？ q1 q2 + P1 C + F F 电荷量 q1 q2 2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 距离r 介质 大小形状 电荷分布 1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？ （一）探究影响点电荷之间相互作用力的因素 电荷量？q1？q2 ？ 2. 怎样简化这些因素，方便进行实验探究？ 距离r? 介质？ 大小形状？ 电荷分布？ 1. 影响带电体间相互作用力的因素有哪些？ 分析 √ √ 真空 能忽略其影响吗？ （一）探究影响点电荷之间相互作用力的因素 （一）探究影响点电荷之间相互作用力的因素 q q L=30r r r 带电体自身的大小远小于它们之间的距离 大小形状 电荷分布 q q q q L=3r r r + + + + - - - - - - - - + + + + 点电荷 理想化模型 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，以至于在研究它与其他带电体的相互作用时，带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷。 1、性质：类似于力学中的质点，也是一种理想化模型 2、条件：形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 一、点电荷 知识深化 （1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型 ； （2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。 问题？ 1、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、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呢？电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ （一）探究影响点电荷之间相互作用力的因素 2. 简化后，还剩哪些因素？ 电荷量（q1和q2 ） 距离r 定性研究 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 q1 q2 + P1 C + A 小球受力示意图 偏角越大，力越大 T G F α F G 结论： （1）电荷量q保持不变，距离r增大，F减小。 （2）距离r保持不变，电荷量q增大，F增大。 定性研究 q1 q2 + P1 C + P2 P3 A 一、电荷之间的作用力 英国科学家卡文迪什和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。 普利斯特利 库仑 卡文迪什 最终解决这一问题的是法国科学家库仑。他设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），对电荷之间的作用力开展研究。 定量关系: 库仑做实验的装置—库仑扭秤 放大微小力 C 突破方法 细银丝 平面镜 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 放大法 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： k：静电力常数 k=9.0×109N·m2/C2 点电荷之间的静电力也叫库仑力。 二、库仑定律 （1）计算大小时只将电荷量的绝对值代入. （2）方向在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸. 3.适用条件： （1）真空中 （2）静止 （3）点电荷（均匀带电的球体或球壳） 4. 矢量：库仑力的方向 ——在两电荷的连线上。 + + q1 q2 r — — F斥 F斥 F斥 F斥 + — F引 F引 同种电荷电荷分布在金属球外侧 异种电荷电荷分布在金属球内侧 思考1：两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位置的点电荷？适用于r=0的情况? +Q +Q L=4r + + + + + + +Q -Q L=4r - - - + + + 拓展思考 不正确， r趋近于0时，两个带电体已经不能看做点电荷，库仑定律不再适用 5.注意：当带电体之间的距离不满足r远大于带电体的大小时，带电体不能看成点电荷。 思考2. 思考： 库仑力和万有引力的相同点和不同点 定律 公式 公式适用范围 共同点 不同点 影响大小的因素 库仑 定律 与两个物体质量有关，只有引力 ①都与距离的平方成反比 ②都有一个常数 万有引力定律 点电荷 质点 与两个物体电量有关，有引力，也有斥力 Q1、Q2、r M、m、r 1. 库仑力和万有引力是两种不同性质的力，受力分析时要分别分析。 2. 库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了大自然的和谐美和多样美 库仑力与万有引力比较 2025/9/5 1．下列关于点电荷的说法正确的是（　　） A．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 D．一切带电体都可以看成是点电荷 √ 2025/9/5 2.对于库仑定律，下列说法正确的是（　　） A．只要计算两个电荷体间的相互作用力，就可以使用公式F＝k B．即使两个带电小球相距非常近，也能用库仑定律公式F＝k C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量 √ 2025/9/5 3．两个大小相同、可看作点电荷的金属小球a和b分别带有等量异种电荷，被固定在绝缘水平面上，这时两球间静电引力的大小为F，现用一个不带电的、同样大小的金属小球c先与a球接触，再与b球接触，则a、b两球间的静电力大小为（　　） A． F B. F C. F D. F √ 2025/9/5 4．真空中，两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为（　　） A. F B. F C. F D. 12 F √ 电荷 库仑定律 理想 模型 点电荷 表达式 k为静电力常量 大小 方向判断 扭秤实验 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。 内容 真空中、静止的、点电荷 条件 课堂总结 Lavf57.58.101 $$