9.2 库仑定律 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦库仑定律，通过“观看视频思考电荷间作用力决定因素”导入，衔接定性实验（不同位置小球偏角变化）和定量实验（控制变量法、电量均分），逐步引出点电荷理想化模型及库仑定律内容，搭建从现象探究到规律建构的学习支架。 其亮点在于融合视频辅助实验探究，以控制变量法和电量均分法培养科学思维，通过点电荷模型建构深化科学思维，结合氢核电子库仑力与万有引力对比例题强化相互作用观念。学生能直观理解定律适用条件与应用，教师可依托资料系统开展探究式教学，提升教学效率。

第九章 静电场及其应用 第2节 库仑定律 1 观看视频并思考： 电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？ 新知导入 1.理解点电荷的概念，知道它是理想化模型。 2.掌握库仑定律的内容、表达式及适用条件。 3.学会运用库仑定律解决简单的静电力计算问题，理解静电力叠加原理。 学习目标 3 1、定性实验探究 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。 【视频】探究实验。 一、电荷之间的作用力 新知探究 【提出问题】 问题1.带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ 【答案】随着距离增大而减小。 问题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？ 【答案】作用力会随着电荷量增大而增大，或是电荷量减小而减小。 问题3.电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ 【答案】与带电体的电荷量及电荷间的距离有关。 新知探究 2、定量实验探究 问题1.本实验用到的探究方法是？ 【答案】控制变量法。 问题2.在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。那么怎样改变小球所带电荷量？ 【答案】利用完全相同导体接触后均分电量来改变电荷量。 问题3.如果两个摆球形状完全相同，电荷量可能如何分配？ 【答案】平均分配电荷量。 新知探究 【视频展示】探究电荷间的库仑力与小球之间距离及小球所带电荷量之间的关系。 新知探究 3.库仑定律的理解 （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）关系式： （3）电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力 （4）适用条件： （1）真空中（2）静止的（3）点电荷 那什么是点电荷呢？ 新知探究 4.点电荷： 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小、分布对它们之间的作用力可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的电，叫做点电荷 （1）性质： （2）条件： 类似于力学的质点，也是一种理想化模型。 形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计。 新知探究 两个靠近的金属带电球体，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？ +Q +Q L=4r + + + + + + +Q -Q L=4r - - - + + + 因为电荷间的作用力，电荷并不能均匀的分布在球体上，所以不可以。 同种电荷 异种电荷 思考与讨论： 新知探究 二、库仑的实验 新知探究 问题：在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？ 库伦的电量均分法 A C Q A C A D A D A、C、D球的大小、形状、材料完全相 同的小球 新知探究 二、库仑的实验 新知探究 实验结论 比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2 注意： ①计算时只代电荷量的绝对值； ②需通过同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断库仑力的方向。 新知探究 根据库仑定律，两个电荷量为 1 C 的点电荷在真空中相距 1 m 时，相互作用力是 9.0×109 N。差不多相当于一百万吨的物体所受的重力！可见，库仑是一个非常大的电荷量单位，我们几乎不可能做到使相距 1 m 的两个物体都带 1 C 的电荷量. 通常，一把梳子和衣袖摩擦后所带的电荷量不到百万分之一库仑，但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达几百库仑. 三、静电力的计算 新知探究 例题1：已知氢核（质子）质量为1.67×10-27kg。电子的质量9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11 m。试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。 解：库仑力大小: 万有引力大小: 新知探究 万有引力定律 库仑定律 不同点 只有引力 既有引力又有斥力 天体间表现明显 微观带电粒子间表现明显 都是场力 万有引力场 电场 公式 条件 两质点之间 两点电荷之间 库仑力和万有引力的共同点和不同点 新知探究 例题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，每个点电荷的带电量都是 +2 × 10-6 C,求它们各自所受的库仑力。 q1 q2 q3 新知探究 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 根据平行四边形定则，合力是: 合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。 F1 F2 F3 q1 q2 q3 + + + 新知探究 1．关于库仑定律，下列说法正确的是（　　） A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体 B．根据，当两个带电体间的距离趋近于零时库仑力将趋向无穷大 C．带电荷量分别为 Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍 D．库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷 D 随堂练习 2.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。 用一个不带电的同样的金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为( ) A. B. C. D. C 随堂练习 3.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上．欲使整个系统处于平衡状态，则（ ） A、Q3为负电荷，且放于A左方 B、Q3为负电荷，且放于B右方 C、Q3为正电荷，且放于AB之间 D、Q3为正电荷，且放于B右方 A 随堂练习 4.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 B 随堂练习 电荷 库仑 定律 忽略自身大小和质量 理想模型 点电荷 数学表达式 k为静电力常量 大小 方向判断 库仑扭秤实验 相互作用的定量关系 课堂小结 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.12.100 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $