9.2 库仑定律（一） 课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

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库仑定律第九章静电场及其应用

人教版（2019）必修第三册1.通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。2.通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。3.理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个点电荷间的相互作用问题。4.体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。5.对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。学习目标

如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上，探究影响电荷间相互作用力的因素。⑵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？⑴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？⑶电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？

怎么直观地比较这个力的大小？思考：

多个因素影响的时候，采用什么研究方法？

可能跟电荷的电量有关

可能与两个电荷间的距离有关猜想导入新课2.点电荷

当带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至于在研究它与其他带电体的相互作用时，带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，称为点电荷。1.力的命名：条件：点电荷，类比质点——理想模型是一种性质力。L空间距离>>R带电体尺寸一电荷之间的作用力静止电荷之间的相互作用力，成为静电力，也叫作库仑力。

英国科学家卡文迪什和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。卡文迪什贡献库仑

最终解决这一问题的是法国科学家库仑。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。3.库仑定律⑴定律内容：k:静电力常量（大数据）

⑵公式：（空气中的点电荷近似适用）⑶适用条件：①真空中

⑷库仑力方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。运算是q取绝对值代入计算

r→0时，F→∞？思考：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。r是点电荷之间的距离

②点电荷例1

(多选)关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是(

)A.电子就是元电荷B.元电荷的电荷量等于电子或质子所带的电荷量C.电子一定是点电荷D.带电小球也可能视为点电荷BD解析：

电子和质子是实实在在的粒子，而元电荷只是一个电荷量单位，A错误，B正确；带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷，C错误，D正确。点电荷元电荷小带电体概念忽略了大小、形状、电荷分布状况，只考虑电荷量的带电体电子或质子所带的电荷量体积较小的带电物体实质理想物理模型最小电荷量带电物体联系①点电荷、小带电体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍；②小带电体在一定条件下可视为点电荷概念辨析

带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略。库仑做实验的装置—库仑扭秤带电小球C带电小球A刻度平衡小球B细银丝刻度盘与指针库仑扭秤——小量放大1.装置特点：2.装置工作原理：3.实验方法：

A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系；

通过扭转的角度可以计算力的大小。＋FF′q1q2r＋二、库仑的实验定量测量微小的力控制变量法怎么样做到改变A和C的电荷量呢？思考ACQAACAD2Q条件：大小、形状、材料完全相同的小球电量均分视频结论：1.当电量不变时，F与距离r的二次方成反比。

2.当两电荷之间距离不变时,F与

的乘积成正比。

F∝F∝综合结论：

微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。三、静电力的计算总结说明：库仑力是矢量，作用力方向在两电荷连线上，根据同号电荷互相排斥，异号电荷互相吸引来判断。因此利用库仑定律计算时，不代入表示电性的正、负号，只代入q1、q2的绝对值即可。例3

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，每个点电荷都是+2×10─6C,求它们所受的库仑力。解：q3

共受F1和F2

两个力的作用，q1

=q2

=q3

=q，相互间的距离

r都相同,所以根据平行四边形定则，合力是:合力的方向沿q1

与q2连线的垂直平分线向外。F=2F1cos30〫=0.25NF1F2F3q2q3+++q11.两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。2.两个或者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其作用力的矢量和。总结：库仑力的叠加性针对练

如图所示，直角三角形中ABC，。两个点电荷分别固定在A、C两点，某试探电荷在B点受到的电场力方向与AB垂直，取sin370=0.6;cos370=0.8。则A、C两点处点电荷的电荷量之比为（）

A．3∶4 B．5∶3 C．16∶9 D．25∶9B思考：电荷均匀分布的带正电的带电体棒，对它的中垂线上的正点电荷P的作用力方向如何？若点电荷P为负电荷呢？+++++++++P带电体对点电荷的作用电荷