库仑定律课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.2库

仑

定

律思考同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引那么电荷间的相互作用力的大小和哪些因素有关呢？++p1实验结论

库仑定律1.内容：真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们所带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.表达式：适用条件：1.真空中；2.静止点电荷电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力查利·奥古斯丁·库仑（1736—1806），法国工程师、物理学家。注：q1、q2只代入绝对值5.3p514.一带正电的物体固定在0处，另一带正电的轻质小球系在绝缘丝线上并将其先后挂在P1、P2、P3处，在库仑力作用下小球的偏离情况如图所示，由此可知(

)

A.同种电荷相互吸引

B.两电荷间的距离越大，库仑力越小

C.两电荷间的距离越大，库仑力越大

D.库仑力大小与电荷间的距离无关B

思考：两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++9.如图所示，两个所带电荷均匀分布的小球半径均为a，两球心相距d，如果它们分别带有等量的同种电荷，电荷量均为Q，则它们之间相互作用力的大小为(

)

A【例1】(多选)下列关于点电荷的说法正确的是(

)A.两个带电体无论多大，只要它们之间的距离远大于它们的大小，这两个带电体就可以看作点电荷B.一个带电体只要它的体积很小，则在任何情况下，都可以看作点电荷C.一个体积很大的带电体，在任何情况下，都不能看作点电荷D.两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理答案:AD

答案:D答案:C

库仑扭秤实验刻度盘与指针细银丝遇到困难2.电荷量无法直接测量1.微小力不易测量5.3P513.库仑扭秤如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过小球B使绝缘棒平衡。把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，使A与C带同种电荷。将C与A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，进而可以找到力F与距离r

和电荷量的关系。此实验中(

)A.B球起平衡作用，带电荷量与A球的相同B.库仑准确测出了每一个带电小球的电荷量C.可得出的结论是A球与C球之间的作用力与它们之间的距离成反比D.C球所带电荷量越大，悬丝扭转的角度越大D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基础检测【例题1】已知氢核的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。5.3P721.如图，氢原子核内只有一个质子，核外有一个电子绕核旋转，轨道半径为r，质子和电子的电荷量均为e，电子的质量为m1，质子的质量为m2，微观粒子之间的静电力远大于相互间的万有引力，因此可以不计万有引力的作用，静电力常量为k，则电子绕核旋转的线速度大小为(

)

A【例题2】真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的带电量都是

2×10-6C，求它们各自所受的库仑力。q1q2q3＋＋＋由对称性可知，合力方向在q1、q2连线的中垂线向外

答案:D3.如图，电荷量分别为qa、qb、qc的小球a、b、c，固定在等边三角形的三个顶点上，a所受库仑力的合力F的方向垂直于a、b的连线，则(

)A.b、c异号，且qc=2qb

B.a、b异号，且qb=2qaC.a、c同号，且qc=2qa

D.a、b同号，且qb=2qa答案:A5.如图所示，等边三角形ABC，边长为l，在顶点A、B处有等量同种点电荷QA、QB，QA=QB=+Q，静电力常量为k，求在顶点C处电荷量为QC的正点电荷所受的静电力。5.3p619.如图为三个固定的带电小球A、B和C(均可视为质点)，相互之间的距离分别为AB=3cm、AC=4cm、BC=5cm，且B、C连线水平。若小球C所受库仑力的合力垂直于B、C连线竖直向上，则(

)A.小球A、B、C可能带同种电荷

B.小球A、C带同种电荷，小球B、C带异种电荷

C.小球A、B所带电荷量之比为4:5

D.小球A、B所带电荷量之比为5:4C20.如图所示，在边长为L的正方形4个顶点上，分别固定4个电荷量大小均为q的点电荷A、B、C、D，其中A、D带正电，B、C带负电，则B受到其他三个点电荷库仑力的合力大小是(

)

DCAB问题1：三球平衡，C球带正电还是负电？CABCAB若C带正电，A、B不能平衡两侧是同种电荷，中间是异种电荷结论1：两同夹异三个自由点电荷的平衡问题问题2：A和B、C电荷量的大小关系？r1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB两侧电荷量大，中间电荷量小结论2：两大夹小r1r2qcqAqB问题3：r1、r2与B、C的电量关系？FCAFBAA中间电荷靠近两侧电荷量较小的那个结论3：近小远大三个自由电荷平衡的规律:三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大。3.如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是(

)A.速度变大，加速度变大B.速度变小，加速度变小C.速度变大，加速度变小D.速度变小，加速度变大答案:C4.两个可自由移动的点电荷分别在A、B两处，如图。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放在直线AB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A与B之间D.Q3为正电荷，且放于B右方答案:A库仑力作用下悬挂体的平衡问题大本11页【例3】如图，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。绝缘细线长为l，O点与小球B的间距为l，当小球A平衡时，细线与竖直方向的夹角θ=30°。带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则(

)答案:B2.(多选)两个质量分别是m1、m2的小球A、B，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是(

)A.若m1>m2，则θ1>θ2B.若m1=m2，则θ1=θ2C.若m1<m2，则θ1>θ2D.若q1=q2，则θ1=θ2答案:BC

A

BD23.如图，带正电的小球a在外力作用下静止在绝缘光滑竖直面上的P点，带正电的小球b用绝缘细线系住，挂在绝缘光滑竖直面上的0点，b球静止时与a球在同一水平面内。若将小球a从P点缓慢移到C点，则在此过程中，小球a与小球b之间的距离(

)

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.保持不变

D.先减小后增大A弹簧类

B+-22.如图，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长l，若让每个小球带上相同的电荷量q，小球可沿所在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且劲度系数相同，真空中的静电力常量为k，则弹簧的劲度系数为(

)

D

A25.(2021海南卷)如图，形对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α=60°，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为(

)

D等效的思想均匀带电球体或球壳9.如图所示，两个所带电荷均匀分布的小球半径均为a，两球心相距d，如果它们分别带有等量的同种电荷，电荷量均为Q，则它们之间相互作用力的大小为(

)

A一

用等效思想处理非点电荷间的库仑力

中的r是指两个点电荷之间的距离，对于不能视为点电荷的问题，可根据带电体的对称性，运用微元法、割补法等，根据等效的思想去处理。将非点电荷问题转化为点电荷问题＋-【例1】如图，一个半径为R的圆环均匀带电，ab为一极小的缺口，缺口长为L(L≪R)，圆环的电荷量为QL(正电荷)，在圆心O处放置一电荷量为q的负点电荷，试求负点电荷受到的库仑力。1.如图，abcde是半径为r的圆内接正五边形，在其顶点a、b、c、d处各固定电荷量为+Q的点电荷，在e处固定有电荷量为-3Q的点电荷。放置在圆心O处的电荷量为-q的点电荷受到的静电力的大小和方向为(

)答案:A3.