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，通过提问电荷间作用力规律及影响因素，结合牛顿力学启发，搭建从已有相互作用观念到静电力的学习支架，引导学生探究规律。 其亮点在于以科学探究为主线，用控制变量法探究F与r、q关系，扭秤实验展示微小量放大和电荷均分法，类比质点建构点电荷模型，结合实验视频增强直观性。培养学生科学思维和探究能力，为教师提供结构化探究式教学方案。

人教版（2019）必修三教学课件 第二节 库仑定律 第一章 静电场 目录 contents 01.导入与素养目标 03.新课讲解 02.课堂练习 04.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 电荷间的相互作用力遵从什么规律呢？电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？受牛顿力学取得巨大成就的启迪，物理学家们开始认真思考和探究电荷间的相互作用力的问题。 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 1 素养目标 1.理解并熟记库仑定律的内容，知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量 2.会用库仑定律的公式进行有关的计算 3.知道库伦扭秤的实验原理 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 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？ 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？ 对于影响带电体之间相互作用的因素你有哪些猜想？如何设计实验？ 一、电子间作用力 2 新课讲解 思考并讨论：电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？ 猜想： 如何简化影响因素？ 电荷量 距离 介质 形状大小 电荷分布 …… 真空 如何忽略形状、大小、电荷分布带来的影响？ q1、q2 r 回想： 忽略形状、大小简.化为一个有质量的点——质点 忽略形状、大小、电荷分布简化为一个带电的点——点电荷 类比得到 2 新课讲解 实验方法：控制变量法 （1）电荷量 q 不变，改变距离 （2）距离 r 不变，改变电荷量 当有多个因素影响的时候，采用什么方法研究？ 2 新课讲解 实验装置 + Ｏ 实验现象 实验方法： 控制变量法 实验器材 均匀带正电（或负电）的球体、固定球体的托盘、带横杆的稳定平台、均匀带正电（或负电）金属球、细线 （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； 2 新课讲解 电荷之间的作用力会不会与万有引力 具有相似的形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力， 会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？ 卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。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。 库 仑 2 新课讲解 库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。 1.库仑定律：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。 这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。 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 2 新课讲解 （1）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点，实际上是不存在的。 （2）均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。 (带电体本身的线度远小于它们之间的距离，带电体的大小,形状,电荷分布,对库仑力没有影响) 那么，什么是点电荷呢？ 如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点，叫作点电荷。 2 新课讲解 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： 2 新课讲解 二、库仑的实验 2 新课讲解 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？ 实验原理： 库伦的电荷均分法 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 在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。不过两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，因此，可以断定这两个小球接触后所带的电荷量相等 2 新课讲解 库仑扭秤实验 遇到困难 电荷量无法直接测量 距离不便测量 微小力不易测量 平分电荷量 放大微小力 等倍改变距离 库仑扭秤实验用到的方法有 和 。 微小量放大法 控制变量法 2 新课讲解 实验步骤 探究F 与 r 的关系： ①把另一个带电小球C 插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小 ②改变A 和 C 之间的距离 r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出 F 与 r 的关系 当电荷量不变时，F 与距离 r 的二次方成反比 2 新课讲解 实验步骤 探究F 与 q的关系： ③改变A 和 C 的电荷量 q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出 F 与q1、q2的关系 当距离不变时，F 与 q1q2 的乘积成正比 2 新课讲解 观看实验视频，总结实验结论 (1)力F与距离r的二次方成反比。 (2)力F与q1和q2的乘积成正比。 (3)力F与q1和q2的关系： 2 新课讲解 1、下面两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？ （2）如果是两个球形带电导体 （1）如果是两个电荷分布均匀的带电球体 可以(均匀带电的球体,由于球所具有的对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理——电荷集中在球心的点电荷。) 不可以   不是，公式不适用了。 2 新课讲解 定律 公式 适用范围 共同点 不同点 影响大小的因素 库仑定律 点电荷 ①都与距离的平方成反比 ②都有一个常数 有引力， 也有斥力 Q1、Q2、r 万有引力 定律 质点 只有引力 M、m、r 库仑定律与万有引力定律的比较 2 新课讲解 三、静电力计算 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。 2 新课讲解 对静电力（库仑力）的理解： （1）库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。 （2）对带电体的受力分析，一定不要忘记画库仑力。 （3）库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则。 （4）库仑力遵守牛顿第三定律，一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 1. (2026·天津市静海区高二检测)真空中有相距为r的甲、乙两个点电荷，它们之间的静电力大小为F。若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，它们之间的距离r不变，则它们之间的静电力大小将变为 A.F B.F C.F D.F √ 课堂练习 3 解析：根据库仑定律，可得原静电力大小为F=k，甲的电荷量变为2Q1，乙的电荷量变为Q2，距离r不变，则静电力大小为 F'=k=·=F， 故选D。 课堂练习 3 2. (2026·商洛市高二期中)真空中有相距为r的两个点电荷，它们分别带q和-5q的电荷量，它们之间的静电力大小为F，如果将它们接触后再分开，然后放回原来的位置，那么它们之间的静电力的大小应为 A.-F B.F C.F D.F √ 课堂练习 3 解析：两点电荷初始带电荷量分别为q和-5q，接触后电荷重新分配，此时总电荷量为q+(-5q)=-4q，均分后每个点电荷带电荷量为=-2q，根据库仑定律，接触后的静电力大小为F'=k·=k·，原静电力大小为F= k·=k·，因此，F'=F，故选C。 课堂练习 3 3.如图所示，在一条直线上的三个点放置三个点电荷，它们的电荷量分别为QA=+3×10-9 C、QB=-2×10-9 C、QC=+3×10-9 C，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为(已知静电力常量k=9×109 N·m2/C2) A.4.5×10-4 N，向左 B.4.5×10-4 N，向右 C.6.3×10-4 N，向左 D.6.3×10-4 N，向右 √ 课堂练习 3 解析：B对A的库仑力方向向左，大小为FBA=k=5.4×10-4 N，C对A的库仑力方向向右，大小为FCA=k=0.9×10-4 N，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为F=FBA-FCA=4.5×10-4 N，方向向左。故选A。 Part Four 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 4 一、探究电荷之间的作用力 （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； 二、库仑实验 表达式： 研究方法：控制变量法。 三、静电力的计算 1.静电力大小 2.对静电力（库仑力）的理解： 感谢观看 Thanks Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 $