1.2 专题：库仑定律的应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

该高中物理课件聚焦库仑定律的应用，系统覆盖同一直线上三个点电荷的平衡、非共线力作用下带电体的平衡及含库仑力的动力学问题，通过从基础定律到复杂场景的递进设计，搭建“知识点—例题—归纳—提升”的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于以具体问题为载体，强化物理观念与科学思维培养，如总结“三点共线、两同夹异”等平衡规律建构模型，通过受力分析、几何关系结合库仑定律进行科学推理。采用“问题—解析—归纳”教学方法，学生能掌握解题步骤，教师可直接使用例题与规律总结提升教学效率。

专题：库仑定律的应用 第 1 章 1.学会利用库仑定律分析同一直线上三个点电荷的平衡问题(重点)。 2.学会利用库仑定律分析非共线力作用下带电体的平衡问题(重点)。 3.学会处理库仑力作用下带电体的动力学问题(难点)。 学习目标 内容索引 二、非共线力作用下带电体的平衡问题 一、同一直线上三个点电荷的平衡问题 三、含库仑力的动力学问题 < 一 > 同一直线上三个点电荷的平衡问题 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷：(如图) 答案　放在A、B的连线上距离A右侧处　不发生变化 (1)A和B固定，如何放置一个电荷量为q的正点电荷C，才能使点电荷C处于平衡状态？若将C换成等量负电荷C'，C'平衡的位置是否发生变化？ 答案　放在A、B的连线上距离A右侧处　负电荷　 (2)如果A和B是自由的，如何放置第三个点电荷D，使系统处于平衡状态，求D的位置、电性和电荷量。 (3)如图，A、B是两个自由的点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有－4Q的负电荷，放置第三个点电荷E，使系统处于平衡状态，求E的位置、电性和电荷量。 答案　放在A、B连线上距离B右侧2r处　正电荷　36Q 要点归纳 1.两个电荷固定，第三个电荷平衡问题 只需要确定第三个电荷位置即可，对其电性和所带电荷量没有要求。 2.三个自由电荷的平衡问题 (1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零。根据平衡条件可得，电荷间的关系为： “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上； “两同夹异”——正、负电荷相互间隔； “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。 (2)对于三个自由电荷的平衡问题，只需对其中两个电荷列平衡方程，不必再对第三个电荷列平衡方程。 如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，电荷量分别为－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的电荷量和放置的位置是 A.－Q，在A左侧距A为L处 B.－2Q，在A左侧距A为处 C.－4Q，在B右侧距B为L处 D.＋2Q，在A右侧距A为处 例1 √ A、B、C三个点电荷要平衡，三个点电荷必须共线且外侧两点电荷相排斥，中间点电荷吸引外侧两电荷，而且外侧点电荷电荷量大，所以C必须带负电，放在B右侧， 对C：＝k，可得r＝L 对B：，可得|qC|＝4Q，C带负电， 则qC＝－4Q，选项C正确。 返回 < 二 > 非共线力作用下带电体的平衡问题 (2025·渭南市高二期中)如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点的带电小球A、B(均视为质点)静止时处于同一水平线上。已知A球的质量为m、电荷量为Q1，O、A间的距离为L，AO⊥BO，∠OBA＝30°，静电力常量为k，重力加速度大小为g。求： (1)A、B两球间的库仑力大小F； 例2 答案　mg　 对A受力分析，根据平衡条件有 tan 30°＝，解得F＝mg (2)B球的电荷量Q2。 答案　 根据几何关系可知，A、B两球间的距离r＝2L 根据库仑定律可知，两球间的库仑力F＝k 解得Q2＝。 (多选)(2024·福州市高二期末)如图所示，一带电荷量为q的小球A固定于左侧绝缘支架上，右侧有一倾角为37°的绝缘光滑斜面，质量为m的带电小球B静止于斜面上，恰与A球处于同一高度。已知A、B间距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，则 A.A、B带同种电荷 B.B受到的库仑力方向沿斜面向上 C.B所带电荷量大小为 D.B受到斜面的支持力大小为mg 例3 √ √ 带电小球B静止于斜面上，受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的弹力，根据平衡条件，其受到的库仑力为斥力，方向水平向右，两小球带同种电荷，故A正确，B错误； 对B小球受力分析，库仑力为k＝mgtan 37°，得B所带电荷量大小为q'＝，B受到斜面的支持力大小为N＝mg，故C正确，D错误。 返回 < 三 > 含库仑力的动力学问题 如图所示，在光滑的绝缘水平面上，有两个质量相等、相距为r、带电荷量分别为＋q和－q的小球甲、乙，在水平恒力F作用下甲、乙一起做匀加速直线运动。静电力常量为k，则水平恒力F的大小为 A. B. C. D. 例4 选甲、乙整体为研究对象，加速度a＝，选乙为研究对象，由牛顿第二定律有＝ma，联立得F＝，故选C。 √ 分析静电力作用下点电荷的平衡或动力学问题，步骤如下： (1)确定研究对象，适当采用“整体法”或“隔离法”； (2)对研究对象进行受力分析，画示意图(受力和运动过程)； (3)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程； (4)解方程求出待求量。 总结提升 如图，两个相距l的固定点电荷A、B，所带电荷量均为＋Q。另有一质量为m的点电荷C，以速度v绕AB连线中点O做匀速圆周运动，且所在圆平面与AB连线垂直，AC的距离为l。已知静电力常量为k，电荷C的重力忽略不计，电荷C所带电荷量为 A.＋ B.－ C.＋ D.－ 例5 √ 由几何关系可知∠ACO＝30°，A点电荷与C电荷间的引力和B与C电荷间的引力大小相等且两引力的合力提供向心力，则有2×kcos 30°＝m，联立解得qC＝，且A点电荷与C电荷间为引力，则C点电荷带负电，故B正确。 返回 本课结束 第 1 章 $