1.2.1 库仑定律 课件-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦库仑定律，从带电体间作用力影响因素的猜想切入，通过建立点电荷理想化模型，结合库仑扭秤实验与控制变量法，探究力与距离、电荷量的关系，最终呈现定律内容、公式及适用条件，形成完整知识链条。 其特色在于强化科学探究与模型建构，以库仑扭秤实验原理、接触起电等量均分等实例，培养学生科学思维。例题涵盖静电力计算、叠加原理及与万有引力对比，搭配变式训练，助力学生深化物理观念，教师可提升教学效率，学生能增强问题解决能力。

第2节 库仑定律 问题：两个带电物体之间存在相互作用力，力的大小可能和哪些因素有关呢？ ①可能跟电荷电量有关; ②可能跟带电物体间的距离有关； 猜想： 可能跟带电体的形状以及电荷的分布有关； ………… 点电荷 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小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带电的点，叫作点电荷（point charge），点电荷类似于力学中的质点，也是一种理想化模型。 一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 猜想：与距离、电荷量有关 方法： 控制变量法 简化问题，建立理想化模型: 实验装置 平衡小球B 悬丝 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 刻度 控制变量法 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。 探究F与q的关系： 改变A和C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度， 便可找出F与q1、q2的关系 实验方法 A C A A C Q A D 2 Q 条件： 大小、形状、材料完全相同的小球 结论：？ 电量分配 接触起电：等量均分 1．(P10)内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿这两个点电荷的连线 2．公式： 静电力常量 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 1、内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 2、公式： 静电力常量 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 直到库仑定律发表的时候，电学才进入科学的行列。 ——劳厄 二、库仑定律（Coulomb law） 法国物理学家库仑（C.Coulomb，1736—1806）在前人工作的基础上，通过与牛顿万有引力定律的类比和自己精妙的实验研究（扭秤实验） ，在 1785 年总结出在真空中的两个静止点电荷之间相互作用力的规律。 9 在空气中的结果与真空中相差很小，因此在空气中也可使用 3．适用条件：真空、静止、点电荷 理想化模型——带电体本身线度远小于它到其他带电体的距离。其形状以及电荷分布不影响问题研究，可视作一个带电的点。 问题：半径为 r 的两个金属球，其球心相距 3r， 现使两球带上等量的同种电荷 Q，两球之间的静电力吗？说明道理。 例1．真空中两个相同的带等量电荷的金属小球 A 和 B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力大小为 F。现用一个不带电的同样的金属小球 C 先与 A 接触，再与 B 接触，然后移开 C，此时 A、B 之间的静电力大小为( ) A．F/4 B．3F/8 C．F/8 D．3F/4 变式．如图所示，完全相同的金属小球A和B带有等量电荷（均可视为点电荷），系在一个轻质绝缘弹簧两端，放在光滑绝缘水平面上，由于电荷间的相互作用弹簧比原来伸长了x0，现将不带电的与A、B完全相同的金属球C先与A球接触一下，再与B球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的伸长量变为（ ） A． B． C．大于 D．小于 √ 例2．(教材P13第5题)已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.6710-27kg，电子质子所带电量e=1.6×10-19C 解：氢原子中原子核只含有一个质子 14 练习与评价1：氢原子 例2．(教材P13第5题)已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.6710-27kg，电子质子所带电量e=1.6×10-19C 因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计 电子、质子、氢原子核、a粒子、离子等 三、库仑定律的初步应用 15 练习与评价1：氢原子 在利用库仑定律进行计算时，注意： ①先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求静电力大小 ②然后根据是电性来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力，判断静电力方向 例3．教材P12例题 ③静电力可以叠加，满足平行四边形定则，也遵循牛顿第三定律。 教材P13 第3题 例4．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（　　） A．a、b的电荷同号， B．a、b的电荷异号， C．a、b的电荷同号， D．a、b的电荷异号， B.a、b的电荷异号，k＝ C.a、b的电荷同号，k＝ D.a、b的电荷异号，k＝ √ +q0 +Q1 +Q2 F1 F2 F A B C 事实表明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此，两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。 由于任何带电体都可视为由很多点电荷组成，理论上讲，利用库仑定律和静电力叠加原理， 可求出任何带电体之间的作用力。 四、静电力的叠加 例5．如图所示，圆心为O、半径为R的均匀带电圆环位于水平面内，带电量为Q。一个质量为m，带同种电荷带电量也为Q的小球，在圆心O的正上方高为h的O'处，处于静止状态，若O'与圆环上任一点的距离为L，则OO'间的距离h为（静电力常量为k，重力加速度为g）（　　） A． B． C． D． √ 教材P12 拓展：微元法 课后作业： 1、完成：完成高效方案（P6-P10）&课时跟踪检测（二）（A级） 2、阅读：教材P13发展空间 下节计划： 库仑定律习题课 课后作业： 1、完成：大书专题一（P11-P13） 2、预习：教材第3节内容 下节计划： 必修三第3节静电场 电场强度和电场线 $