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

该高中物理课件围绕库仑定律展开，通过摩擦气球靠近易拉罐的现象导入，引导学生用控制变量法探究电荷间作用力与距离、电荷量的关系，类比万有引力公式搭建新旧知识联系的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过库仑扭秤实验的原理及步骤培养科学探究能力，结合点电荷模型建构强化物理观念，例题设计总结“三点共线、两同夹异”规律培养科学思维。学生能深化对相互作用的理解，教师可提升教学效率。

今天我们一起探索下电荷之间的作用力... 摩擦后的气球靠近易拉罐，发生了什么样的现象？ 为什么易拉罐能由静到动呢？ 9.2 库仑定律 带正电的球C置于铁架台旁，把带正电的小球先后挂在P1、P2、P3。球C与小球间的作用力会怎样改变呢？ 在同一位置增大小球电荷量，作用力又会怎样变化？ 减小呢？ 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ 控制变量 ①球C与小球间的作用力会随距离增大而减小。 ②在同一位置增大小球电荷量，作用力会增大; 若减小带电量，作用力会减小。 万有引力 上学期学习的哪个力有和该作用力相似的规律？ 卡文迪什 普里斯特利 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。 类比 定量讨论电荷间的相互作用则是法国物理学家库仑。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。 查利·奥古斯丁·库仑 1.定义: 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量q1、q2的乘积成正比，与它们的距离r的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 一、库仑定律 2.库仑力：电荷间的相互作用力，也叫作静电力。 3.点电荷：(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际并不存在。 (2)特点：①带电体间的距离比它们自身的大小大得多；②带电体的形状、大小及电荷分布情况对电荷间的作用的影响可以忽略。 什么是点电荷？ 例1：关于点电荷，下列说法正确的是(　　) A．电荷量很小的带电体就是点电荷 B．一个电子，不论在何种情况下，都可以看成点电荷 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点电荷 C 跟踪训练1：关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是(　　) A．元电荷是最小的电荷量，和一个电子所带电荷量数值相等 B．一个物体带负电，这是它失去电子的缘故 C．电荷不能够创造，但可以消灭 D．只有很小的球形带电体才叫作点电荷 A 我们了解了库仑定律的基本内容，但是如何去计算出电荷之间的库仑力呢？ 细银丝 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。 二、库伦的实验 1.实验原理： A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度来比较力的大小。 2.实验方法：控制变量法，微小量放大法。 细银丝 平衡小球B 带电小球C 带电小球A 刻度盘与指针 3.实验步骤: ①保持A、C的电量不变，改变A和C之间的距离r，记录悬丝扭转的角度，就可以找到库仑力F与电荷间距离r的关系。 ②保持A、C的距离不变，改变A和C之间的电量q1、q2，记录悬丝扭转的角度，就可以找到库仑力力F与电荷量q1、q2的关系。 怎么改变呢？ 4.实验结论: ①当电量不变时，力F与距离r的二次方成反比 ②当电荷之间距离不变时,力F与q1、q2的乘积成正比 ③综合结论： 或 4.表达式: 库仑定律 5.适用条件：①真空中 ②静止的 ③点电荷 6.注意： ①库仑力的方向： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 ②对于两个均匀带电的绝缘球体，可将其视为 电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离 比例系数 k 叫静电力常量，国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2 + — F引 F引 例2.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q和+5Q的电荷后，将他们固定在相距为a的两点，他们之间静电力的大小为F1，现用绝缘工具使两个小球相互接触后，再将他们固定在相距为2a的两点，他们之间静电力的大小为F2，则F1与F2之比为( ) A. 2:1 B. 4:1 C. 16:1 D. 60:1 D 三、静电力计算 例3.真空中有三个点电荷，固定在一等边三角形的三个顶点，三角形的边长l=50cm。已知q1=3.0×10-6C，q2=3.0×10-6C，q3=-5.0×10-6C， (1)分析点电荷q1、q2对q3的作用力F1、 F2的方向，画出力的示意图，并用平行四边形定则画出合力F。 (2)如何根据库仑定律计算F1、F2的大小？ (3)如何得出合力F的大小？ （2）F1=F2=0.72N (3) F=0.72N 矢量和！！ 例4：如图所示，已知两个点电荷A、B所带的电荷量分别为Q1=+1C和Q 2=+4C，在水平面上能自由移动，它们之间的距离d=3m，现引入点电荷D （1）当D的电荷量Q3满足什么条件，并把它放在 何处时才能使整个系统平衡？ （2）和同学们讨论，总结出真空中三个自由点电荷平衡的规律。 三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大 电性 电量 距离(到中心电荷) 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。 ①真空中 ②静止的 ③点电荷 k = 9.0×109N·m2/C2 三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大 电性 电量 距离 四、总结 $