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静电场模块的库仑定律，从点电荷理想模型切入，关联质点概念，逐步展开库仑定律公式、适用条件及库仑力方向，构建从概念到规律的学习支架。 其亮点在于通过三点电荷平衡“两同夹异、两大夹小”等题型技巧和带电小球距离确定的分类讨论，结合科学思维中的模型建构与科学推理。例题解析注重受力分析与几何关系，提升学生解题能力，教师可直接用于教学，提高效率。

静电场模块 库仑定律 点电荷 基本概念： 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 注意事项： • 就是带电的质点 • 是理想模型， 实际不存在 • 能否看成点电荷取决于研究的问题， 与物体自身尺寸无关 静电场 库仑定律 重要性： 库仑定律 基本概念： • 真空中两静止点电荷之间的相互作用力， 与它们的电荷量乘积成正比， 与它们距离的二次方成反比， 作用力的方向在它们连线上 • k：静电力常量， 注意事项： • 库仑力、 电场力、 静电力无任何区别 • 适用条件： 静止、 真空、点电荷 静电场 库仑定律 重要性： 如果题目没提条件，不要较真， 直接用就行了 • 仅描述库仑力大小和电荷量大小的关系， 电荷量不带负号 题型： 三点电荷平衡问题 题型特征： 三个点电荷在同一直线上，仅在电场力作用下均静止。分析电性、电量、距离关系 题型技巧： • 电性： 两同夹异 • 电量： 两大夹小 • 距离：近小远大 • 用排除法分析 • 定量关系： 电根倒和 静电场 库仑定律 重要性： 两均匀带电小球如何找r • 情况1：题目说了， 带电小球可视为点电荷， r取球心距 • 情况2：带电小球是导体。 要考虑静电感应 • 若球心距小于10R 。 r不能取球心距， 要找“电荷的中心” • 若球心距大于10R。忽略静电感应的影响， r取球心距 • 情况3：带电小球是绝缘体。 无静电感应， 可看成球心处的点电荷， r取球心距 静电场 库仑定律 重要性： 库仑力的方向 两电荷电性相异：库仑力指向对方 两电荷电性相同：库仑力背向对方 静电场 库仑定律 重要性： + + 静电场 库仑定律 单选 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀， 将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a 、b之间的万有引力F 引和库仑力F库的表达式中正确的是( ) C 静电场 库仑定律 单选 解析： 1.万有引力：质量均匀分布的球壳，计算万有引力时，可以把质量等效集中在球心，两球心距离为 l ，所以万有引力 2.库仑力：两球壳带等量异种电荷，异种电荷相互吸引，电荷会集中在两球壳靠近的内侧表面，电荷之间实际距离 ，库仑定律 r变小，则库仑力： 答案：C 如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也 为Q的小球B固定在悬挂点正下方，A 、B均视为点电荷，轻绳与竖直方向成45 °角，小球A 、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力大小为( ) 静电场 库仑定律 多选 AD 静电场 库仑定律 单选 由几何关系，绳长，绳与竖直方向夹角，A、B同一高度，两电 荷相距： 由库仑定律： 对小球A受力分析：重力竖直向下，库仑斥力水平方向，绳子拉力沿绳方向。 受力平衡，构建矢量直角三角形： 所以静电力大小既等于，也等于，答案：。 解析： 答案： 如图所示，在光滑小滑轮O正下方相距h处固定一电量为Q的小球A，电量为q的带电小球 B用一绝缘细线通过定滑轮拉住并处于静止状态，此时小球与A点的距离为R。现用力F缓慢拉动细线，使B球移动一小段距离。假定两球均可视为点电荷且电荷量均保持不变，静电力常量为k，环境可视为真空，则下列说法正确的是( ) A ．小球B所受的重力大小为 B ．细线上的拉力先增大后减小 C ．A 、B两球之间的距离不变 D ．B球的运动轨迹是一段直线 静电场 库仑定律 多选 AC 静电场 库仑定律 单选 答案： 小球B受重力、细线拉力、库仑斥力，三力平衡； 力的矢量三角形与几何三角形相似： (1)代入库仑力表达式： 故选项A正确。 (2)、、均保持不变，由可知恒定不变，A、B间距不变；B与定点A距离恒等于，B的轨迹是以A为圆心、半径的一段圆弧，不是直线。故C正确，D错误。 (3)由，得到；缓慢拉动细线时绳长减小，则拉力持续减小，不是先增大后减小； B错误。 综上，正确答案：。 解析： 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( ) 静电场 库仑定律 单选 C 静电场 库仑定律 单选 答案： 设两小球质量均为 先对甲、乙整体，由牛顿第二定律： 隔离后面的小球乙，库仑引力提供乙的加速度： 将代入上式： 化简： 所以选C。 解析： 质量为m、电荷量为+Q的带电小球A固定在绝缘天花板上，质量也为m的带电小球B， 在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动，如图所示。已知小球A 、B间的距离 为2R，重力加速度为g，静电力常量为k。则( ) A ．B球所受合力始终指向A球 B ．B球所带的电荷量 C ．B球转动的角速度为 D ．天花板对A球的作用力大小为2mg 静电场 库仑定律 单选 C 静电场 库仑定律 单选 几何关系：，圆周半径，竖直高度 设连线与竖直方向夹角，。 小球B受力：重力，库仑斥力。 竖直方向受力平衡： 水平方向库仑力分力提供向心力： A：B做水平面匀速圆周运动，合力指向水平面内圆心，不是指向 A球， A错误。 B：代入： B选项结果不符，B错误。 解析： 静电场 库仑定律 单选 C：两式相除： C正确。 D：A受自身重力，B的库仑斥力斜向下；竖直向下合力分量： ， 水平分量：。 天花板作用力大小 D错误。 综上答案：。 答案： 光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷A 、B带电荷量分别为﹢4q和﹣q，如图所示，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B右侧距B为 处 C ．﹢2q，在B右侧距B为 处 D ．﹢4q，在B右侧距B为L处 静电场 库仑定律 单选 D 静电场 库仑定律 单选 答案： D A、、三个电荷要平衡，三个电荷必须在一条直线上，外侧两个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷量大，中间电荷量小，则 的位置一定在 的右侧，且 带正电；设电荷 与 的距离为 ，则 与 的距离为 ， 能处于平衡状态，说明 对 的力的大小等于 对 的力的大小，设 的电量为 ，则有 解得 ； 点电荷 受力平衡，则有 解得 ，即 带正电，电荷量为 ，在 的右侧距 为 处。 解析： $