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第一章 2库仑定律

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教科版高中物理必修第三册第一章第2节库仑定律

教科版高中物理必修第三册第一章第2节库仑定律

（1）点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多， 以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷 在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电 荷称为点电荷.
（2）点电荷：是一种理想化的模型.
通过与质点相类比，你能说出出什么样的情况下 可以将带点体看成是点电荷呢？
电荷的平衡规律
1.三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。
2.两个或多个的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点电荷作用力的 矢量合。
1.2 库仑定律
质子和电子
1、质子 质子是构成原子的基本粒子，常用符号p表示。它和中子一起构成原子核。
质子带1个单位正电荷，它带的电量等于电子带的电量，只是电性相反。 举例：氢的原子核就是质子，它的质量是1.6726×10-27kg。约为电子质量的
1836.2倍。 原子中所有质子的质量和所有中子的质量之和，近似地等于原子的质量。 原子核内的质子数决定元素的名称，也决定该元素在周期表中的原子序数和
质子的质量为1.67× 10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg）
解：氢原子核与电子之间的库仑力 F电为：
F电
k
q1q2 r2
F电 8.2108 N
氢原子核与电子之间的万有引力 F 引 为：
F引
G
m1m2 r2
F 引 3.6 1047 N
F电
=2.31039
发现： 微观粒子间的万有引力远小于库仑力，在无特殊说明情况下，研
一、真空： 在真空科学中，真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的
气体状态。 人们通常把这种稀薄的气体状态称为真空状况。 简言之，就是在一个空间内,如果完全没有气体,那就是完全真空.所谓

第一章 第2节 库 仑 定 律

第一章 第2节 库 仑 定 律

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(2)点电荷是一种理想化的物理模型。 (3)带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于 带电体的 形状 和 大小 对相互作用力的影响很小，就可以忽 略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷。
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2．实验探究
结束
实验 原理
实验方法(控制 变量法)
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷量均没 有要求。
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结束
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷量 都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、q2 都不 能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧，设 q3 离 q 的距离是 x。 根据库仑定律和平衡条件列式如下：
动形成电流，产生磁场，电荷受到其他力
点电 非点电荷间也存在库仑力，只是公式中的距离无法 荷 确定
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结束
(2)只有采用国际制单位，k 的数值才是 9.0×109 N·m2/C2。 2．库仑力的理解 (1)库仑力也叫静电力，是“性质力”，不是“效果力”，它 与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性。 (2)两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反， 不要认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大。 (3)在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，在 计算时可以先计算大小，再根据电荷电性判断方向。 3．库仑力的叠加原理 对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑 力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。
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新教材高中物理第1章静电场2库仑定律课件教科版必修第三册

新教材高中物理第1章静电场2库仑定律课件教科版必修第三册

2．分析静电力作用下点电荷平衡问题的步骤 (1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意， 适当选取“整体法”或“隔离法”。 (2)对研究对象进行受力分析，此时多了静电力(F＝kQr1Q2 2)。 (3)建立坐标系。 (4)根据F合＝0列方程，若采用正交分解，则有Fx＝0，Fy＝0。 (5)求解方程。
[答案] (1)136F (2)56F
2
两金属导体接触后电荷量的分配规律 (1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者 均带电，但无法确定所带电荷量的多少。
(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则 有：
静电力的叠加与静电力作用下带电体的平衡
如图所示，真空中有三个点电荷A、B、C，它们 固定在边长为a的等边三角形的三个顶点上，电荷量 都是Q，则电荷C所受的A、B对它的静电力各多大？ 方向如何？电荷C所受的总静电力多大？方向如何？
对点电荷的两点理解 (1)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。 (2)同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不可 以看作点电荷。
[跟进训练] 训练角度1：点电荷与元电荷的比较 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．元电荷等于电子或质子所带的电荷量的绝对值 C．电子一定是点电荷 D．带电小球也可能视为点电荷
2．实验探究
(1)带电小球 B 由于受到带电小球 A 对其的作用力而使丝线偏离 竖直方向 θ 角。
(2)在电荷量不变的情况下，小球 A、B 越近，角度 θ越大，小球 A、B 越远，角度 θ越小。
(3)保持 A、B 之间的距离不变，改变球 A 的电荷量，A 的电荷 量越大，角度 θ越大，电荷量越小，角度 θ越小。

1-2库伦定律

1-2库伦定律
第一章 静电场
3．三个点电荷的平衡问题 要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个
电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反．
由库仑力的方向及二力平衡可知，三个点电荷必须 在同一直线上，且同种电荷不能相邻，由F＝k 知， 中间的异种电荷电荷量应最小，且靠近两侧电荷量较小 的那一个，即：“三点共线，两同夹异，两大夹小，近
第一章 静电场
(1)库仑力是电荷间的一种相互作用力，同重力、弹
力、摩擦力一样，是一种“性质”力，对物体的平衡或
运动同样产生影响，分析物体的受力情况时不能漏 掉．计算库仑力的大小时，注意库仑定律成立的条件． (2)库仑定律和万有定律的表达式在形式上相似，但 库仑力和万有引力是不同性质的力，且万有引力定律适
第一章 静电场
2．根据电荷在金属球表面上均匀分布的特点，把金 属球上的电荷想像成集中在球心的“点电荷”．这样可 以解决测量带电体之间距离的问题.
第一章 静电场
例1
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
于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的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两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表 达式正确的是 ( )
第一章 静电场
4．库仑定律与万有引力定律的对比
两大定律异 同比较 库仑定律 万有引力定律
公式表达
G＝6.67×10－11 N·m2/kg2 物体相吸 万有引力场 任何两个物体
比例系数 表现形式 作用媒介 适用条件 统一性
k＝9×109
N·m2/C2
电荷相吸或相斥 电场 真空中点电荷
遵循距离的“平方反比”规律，都是“场”的作 用

教科版物理必修第三册精品课件 第一章 2.库仑定律 (2)

教科版物理必修第三册精品课件 第一章 2.库仑定律 (2)
①两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,库仑定律也
适用,二者间的距离就是球心间的距离。
②两个规则的带电金属球体相距比较近时,不能被看成点电荷,此时两带电
球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。如图(a)所示,若带同种电
1 2
荷,由于排斥而使作用距离变大,此时F<k 2 ;如图(b)所示,若带异种电荷,
来的
1
答案:
4
。
3.议一议。
1 2
1 2
(1)比较库仑定律 F=k 2 与万有引力定律 F=G 2 ,你会发现什么?


提示:仔细观察,我们会发现它们有惊人的相似:两个公式中都有r2,即两种
力都与距离的二次方成反比;两个公式中都有与作用力有关的物理量(电荷
量或质量)的乘积,且两种力都与乘积成正比;这两种力的方向都在两个物
点电荷。
②带电体能否看成点电荷,不是只与它们的大小与距离有关,还与问题所要
求的精度有关。在测量精度要求的范围内,带电体的形状及大小对相互作
用力的影响可以忽略不计时,带电体就可以看成点电荷。
2.对库仑定律的理解
(1)对库仑定律的理解。
①库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷相互作用的理想情况。有人根
据F=k

2
直向下的重力 mg,水平向左的库仑力 F 库=k 2 ,由平衡条件知,当斜面对小球

A 的支持力 N 的大小等于重力与库仑力的合力大小时,细线上的拉力等于 0,
2
2


如图所示,则 =tan θ,所以 =


tan
,选项 C 正确,选

项 B 错误;斜面对小球 A 的支持力 N 始终不会等于 0,选项

第一章 第2节 库仑定律

第一章 第2节 库仑定律

A．2F
B．F
C．F4
D．F2
解析：选 C 由库仑定律得：F＝kqrQ2 ，当距离变为原来的
2 倍，F′＝kq4Qr2，所以 F′＝F4，选项 C 正确．
4．原子结构模型示意图如图所示．该模型中，电子绕原子 核做匀速圆周运动，就像地球的卫星一样．观察图片，思考： 电子做匀速圆周运动所需的向心力是由原子核对电子的万有引 力提供的吗？
则以 A 为研究对象，krq′CQ2＝kQ·r42Q， 以 B 为研究对象，krq＋C·r4′Q2＝kQ·r42Q 以 C 为研究对象，krq＋C·r4′Q2＝kQr′·qC2 由以上任意两个方程可得出 qC＝4Q，r′＝r＝3 m. [答案] 4Q 在 AB 延长线上(不包含 B 点)距 A 3 m 处
第一章 静电场
第2节 库仑定律
学习目标
1．知道点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法． 2．了解库仑扭秤实验． 3．掌握库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电力常 量，并会求点电荷间的作用力． 4．通过对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和 统一性．
课前自主导学
填一填、做一做、记一记
4．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷
的电量增加了原来电量的12，但仍然保持它们之间的相互作用力
不变，则另一点电荷的电量一定减少了原来电量的( )
1
1
1
1
A.5
B.4
C.3
D.2
解析：选 C 由 F＝kqr1q2 2知，q1q2＝q11＋12q2(1－x)，所以
x＝13，C 正确．
() A．观察实验的方法
B．控制变量的方法
C．等效替代的方法
D．建立物理模型的方法

第1章静电场 第2节库仑定律

第1章静电场 第2节库仑定律

物体做变加速运动 当速度方向a 0时 ， 速度到达最大.
思 路 提 示 1.物 体 做 变 加 速 直 线 运动，当a 0时 ， v到 达 最 大
2.物 体 做 变 加 速 曲 线 运 动 ， 当 物 体 所 受 合力 外 与 v垂 直 时 ， 即 在 v方 向 分 力 平 衡 时 ， v到 达 最 大 .
学习目标：1.明确点电荷是个理想模型，知道带电体 简化为点电荷的条件，感悟理想模型. 2．理解库仑定律的内容及公式，知道库仑定律的适 用条件. 3．运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题. 4．通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的 多样性和统一性. 重点难点： 库仑定律的内容及公式的理解和灵活应
所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1=+2×10-14C和Q2=-2×10-14C， 在AB的垂直平分线上有一点C，且AB=AC=BC=6×10-2m，如果有一 高能电子在C点处，它所受的库仑力的大小和方向如何？(静电 力常量k=9.0×109N· m2/C2 ) F2
解 析 ： 高 能 电 子 C受 力 如图 Q1e Q 2e 由库仑定律得： k 2 ,F2 k 2 1F r r θ 则 F 2F1cos 2F1cos600 8.0 102 1N 2 方 向 ： 平 行 AB向 左
5.两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上 的A、B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平光滑绝 缘半圆细管的两个端点出口处，如图所示． （1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，它 在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离． （2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，试确 定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P．即求出图中PA 和AB连线的夹角θ ．

第一章静电场第2节库仑定律.ppt

第一章静电场第2节库仑定律.ppt

14
F k q1q2
库伦定律的说明
r2
❖ （3）使用库伦定律计算时，点电荷电量用绝 对值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、 异性相吸判断作用力的方向
❖ （4）库仑力（静电力）具有自己独特的大小 和方向，同时它也相互作用 力）
15
❖ 例：已知氢（质子）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。
2.大小：
F
k
q1q2 r2
3.其中k叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
4.适用条件：1.真空中； 2.点电荷.
5.电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
11
点电荷
1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电体 本身的线度远小于它们之间的距离．带电体本身 的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对来 说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象， 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化 的模型。 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电 量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质 点”类似。
F库 2.31039 F引
微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此，在 研究微观粒子的相互作用时，可以忽略万有引力16。
❖ 例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，每个点电荷都 是+2×10-6C，求它们各自所受的库仑力。
三个点电荷的受力情况都相同，以q3为例
q3受到大小相同的库仑力F1和F2
列说法可行的是（ B ）
A、将它们的距离变为r/2 B、将它们的电荷量均变为原来的一半 C、将它们的距离变为r/4 D、将它们的电荷量均变为原来的2倍

第1部分 第一章 第2节 库仑定律

第1部分 第一章 第2节 库仑定律

(2)库仑定律仅适用于真空中的两个点电荷相互作用的理想 q1q2 情况。有人根据 F＝k 2 推出当 r→0 时，F→∞，从数学角度 r 分析似乎正确，但从物理意义上分析，这种看法是错误的，因 为当 r→0 时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律及其公式 也就不再适用，不能成立了。 (3)库仑定律除了计算库仑力的大小，还可以判断库仑力的 方向。 (4)只有采用国际制单位，k 的数值才是 9.0×109 N· m2/C2。
解析：(1)q3 受力平衡，必须和 q1、q2 在同一 条直线上，因为 q1、q2 带异号电荷，所以 q3 不可 能在它们中间。再根据库仑定律，库仑力和距离的平方成反比，可 推知 q3 应该在 q1、q2 的连线上，q1 的外侧(离带电荷量少的电荷近 一点的地方)，如图所示。设 q3 离 q1 的距离是 x，根据库仑定律和 平衡条件列式： q3q1 q3q2 k 2 －k ＝0 x x＋r2 将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷量均没有 要求。
9 2 2 9.0 × 10 N· m /C _________________。
(3)定律的适用范围： 真空中 两个 静止 点电荷。
3．库仑的实验 (1)实验装置： 库仑做实验用的装置叫做 库仑 扭秤。 如图 1 －2－1 所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒 的一端是一个带电的金属小球 A，另一端有一个 不带电的球 B，B 与 A 所受的重力平衡。当把另 一个带电的金属球 C 插入容器并使它靠近 A 时， A 和 C 之间的作用力使悬丝 扭转 ，通过悬丝扭 转的 角度 可以比较力的大小。
[跟踪演练] － 若将例 1 题中的 Q2 改为 Q2＝＋2×10 14 C，这个高能电子受的库
仑力的大小和方向又如何？

第一章 2 库仑定律

第一章 2 库仑定律

典题例解 【例 2】 (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 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。 答案:BD
迁移应用 下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A.只有体积很小的带电体才可看成点电荷 B.体积很大的带电体一定不是点电荷 C.当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时, 这两个带电体可看成点电荷 D.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷 解析:一个带电体能否被看作点电荷与物体本身的大小和形状 无关,它是由所研究的问题决定的。 当两个带电体的形状和大小对相 互作用力的影响可忽略时,可以看成点电荷,故 C 正确,A、 B、 D 错误。 答案:C
典题例解 【例 1】 小明同学要探究电荷之间的相互作用力跟什么因素有 关。他将一个带正电的小球 A 放在绝缘支架上,然后将挂在绝缘丝 线上带正电的另一小球先后挂在距 A 距离逐渐增大的 P1、P2、P3 处,小球受力发生偏移的情况分别如图甲、乙、丙所示。请根据实验 现象及相关条件,归纳得出初步结论。
3.库仑的实验 (1)用库仑扭秤做实验时,改变两个球之间的距离,记录每次悬丝 扭转的角度,便可找到力 F 与距离 r 的关系:力 F 与距离 r 的二次方 成反比,即 (2)电荷间的作用力与电荷量的关系:力 F 与 q1 和 q2 的乘积成 ������1 ������2 k 2 ,k 叫作静电力常量。 正比,即 F∝q1· q2,库仑定律的表达式 F=_____ ������ 预习交流 3 库仑做实验用的装置叫作库仑扭秤。其巧妙处体现在何处? 答案:库仑扭秤的特点是可以定量测量微小的电荷间作用力,其 巧妙之处是将带电小球之间的相互作用力转化为扭丝的转动角度, 正是这种转化使微小的作用力便于观察。

第1章：第2节：静电力__库仑定律

第1章：第2节：静电力__库仑定律

第2节：静电力__库仑定律1．物理学上把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电 体叫做点电荷。

2．库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2r 2(k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)，成立条件是真空中的点电荷。

3．静电力叠加原理：任一带电体受多个带电体作用，其所 受静电力合力，就是这几个带电体作用力的矢量和。

4．知道静电力F ＝k Q 1Q 2r 2与万有引力F ＝G m 1m 2r2的区别。

一、静电力与点电荷模型 1．静电力(1)定义： 间的相互作用力，也叫库仑力。

(2)影响静电力大小的因素：两带电体的形状、大小、 、电荷分布、 等。

2．点电荷(1)物理学上把本身的 比相互之间的距离 得多的带电体叫做点电荷。

是一种理想化模型。

(2)两个带电体能否视为点电荷，要看它们本身的 是否比它们之间的距离小得多，而不是看物体 有多大。

二、库仑定律 1．内容真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的 成正比，跟它们的距离r 的 成反比；作用力的方向沿着它们的 。

同种电荷相斥，异种电荷相吸。

2．表达式库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2r 2，式中k 叫做 ，k 的数值是 。

3．静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的 。

三、静电力与万有引力的比较1．自主思考——判一判(1)点电荷是指带电荷量很小的带电体。

( )(2)点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化的模型。

( ) (3)库仑力的大小与电性没有关系。

( )(4)对于库仑定律公式F ＝k Q 1Q 2r 2，当r →∞时，F →0；当r →0时，F →∞。

( )(5)两球之间的库仑力，其r 一定是两球之间的距离。

( ) (6)库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都运用了放大的思想。

( ) 2．合作探究——议一议(1)点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型吗？它们的区别在哪里？(2)真空中，两个带异种电荷的小球，在相距不太远时，它们之间的静电力能否用F ＝kQ 1Q 2r 2去求解？(3)两带电体之间如何确定是否考虑重力？1．库仑定律的适用条件：(1)真空；(2)点电荷。

高二物理人教版选修31课件：第一章第2节 库仑定律

高二物理人教版选修31课件：第一章第2节 库仑定律

库仑定律公式的应用
A、B、C 三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B 点位 于 A、C 之间，在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷．当在 A 处
放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为 F；移去 A
处电荷，在 C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为
( B)
A．－F2
B．F2
3r
小，根据库仑定律，静电力一定大于
Q2 k9r2.
电荷的吸引不会使电荷全部集中在相距为 r 的两点上，所以说静 电力也不等于 kQr22.正确选项为 B.
库仑定律和电荷守恒定律的综合
如图所示，半径相同的两个金属小球 A、B 带有电荷量
大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小
为 F，今用第三个半径相同的不带电金属小球 C 先后与 A、B 两
知识点二 库仑力的叠加 对于两个以上的点电荷，其中每一个点电 荷所受的总的库仑力，等于其他点电荷分 别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量 和．库仑力的合成和分解仍满足力的平行四边形定则． 任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的，如果知道带电体 上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则，可以求出带电体 间的静电力的大小和方向．
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
当均匀带电的物体不能看做点电荷求解库仑力时，可把物体分割 成无数个微元，每个微元带电体都可看做点电荷，就可以应用库 仑定律利用对称的方法进行库仑力的叠加求解．

第一章 第2节 库仑定律

第一章 第2节 库仑定律

确的是(
)
A．当真空中的两点电荷间的距离 r→∞时，它们之间的静 电力 F→0
B．当真空中的两点电荷间的距离 r→0 时，它们之间的静
电力 F→∞
C．当两点电荷间的距离 r→∞时，它们之间的静电力 F→0
D．静电力常量 k 的数值是由实验得出的
q1q2 解析：公式 F＝k 2 适用的条件是真空中的两点电荷；当 r r→∞时，任何带电体都可视为点电荷，但还必须满足真空的条 件， 选项 A 对，C 错． 当 r→0 时， 两电荷就不能看成点电荷了， q1q2 公式 F＝k 2 不再成立，选项 B 错．静电力常量的数值是由实 r 验得出的，选项 D 对．
图 1－2－4
图 1－2－5
解：设小球所带电荷量为 q，以带负电小球为研究对象， 受力分析如图 1－2－5. q2 由库仑定律得，静电力 F＝k 2 r 此时 r＝d－2L′＝(4－2×1) cm＝2 cm 设悬线与竖直方向夹角为 α，根据平衡条件，有 F＝mgtan α L′ 1 1 tan α＝ 2 ＝5 2＝ 2 L －L′ 5.1 －1 解得 q＝1.33×10－8 C.
解析：此题中，无论两球带何种性质的电荷，两球均不能 视为点电荷，F＝k
q1q2 不成立．当带异种电荷时，电荷分布于 r2
两球最近的一侧，带同种电荷时，电荷分布于两球最远的一侧， 可判断 A、B、D 错误，C 正确． 答案：C
3．两个分别带有电荷量为－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均 可视为点电荷)，固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小
q2 必为正电荷
C．q1∶q2∶q3＝36∶4∶9 D．q1∶q2∶q3＝9∶4∶36
图 1－2－3
解析：三个电荷都处于平衡状态，根据库仑定律：

第一章 第2节 库仑定律

第一章 第2节 库仑定律
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③[选一选]
对于库仑定律，下列说法正确的是( )
A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可
以使用公式 F＝kqr1q2 2
B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律
C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否
相同，它们之间的库仑力大小一定相等
D．当两个半径为 r 的带电金属球中心相距 4r 时，对
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②[判一判] 1．点电荷是一个带有电荷的点，它 是实际带电体的抽象，是一种理想化模 型( √ ) 2．球形带电体一定可以看做点电荷 (× ) 3．很大的带电体也有可能看做点电 荷( √ )
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三、库仑定律┄┄┄┄┄┄┄┄③
1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，
于它们之间的静电作用力大小，只取决于它们各自所带的
电荷量
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点电荷
元电荷
代表带电体的具有一定电荷 元电荷并不是真正的
量的点，是不计带电体大小和 电荷，没有正负之分，
形状的理想化模型，对带电体 是一个电荷量，一个
的体积或电荷量没有固定要 质子或电子所带的电
求，与运动学中的质点类似 荷量均为元电荷
一、探究影响电荷间相互作用力的因素┄┄① 1．实验现象 (1)小球所带的电荷量一定时，距离带电物体越 远，丝线偏离竖直方向的角度 越小 。 (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越 大，丝线偏离竖直方向的角度 越大 。 2．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量 的增大而 增大 ，随着距离的增大而 减小 。
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完整高中物理课件库仑定律

完整高中物理课件库仑定律

__大__小____ 大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互
作用力的影响可以__忽__略____．
栏
目
5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，
链 接
遵循牛顿___第__三___定律．
6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电
荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个
类似于力学中的质点，实际中并不存在．
(2)一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言 栏
的，不能单凭其大小和形状确定．例如，一个半径为
例 1 真空中有甲、乙两个点电荷，当它们相距 r 时，它们间的
静电力为 F .若甲的电荷量变为原来的 2 倍，乙的电荷量变为原来的 13，
两者间的距离变为 2r，则它们之间的静电力变为 ( )
栏 目
链
接
3F
F
8F
2F
A. 8
B. 6
C. 3
D. 3
解析： 由库仑定律有： F＝kQ甲r2Q乙，F′＝kQ′r甲′Q2 ′乙其
第一章 静电场
第2节 库 仑 定 律
栏 目 链 接
库仑与库仑定律的建立
库仑1736 年6月14日生于法国昂古莱姆，青少年时期就受
到了良好的教育．他后来到巴黎军事工程学院学习，离开学校
后，进入西印度马提尼克皇家工程公司工作．工作了 18年以后，栏
目
他又在埃克斯岛瑟堡等地服役．这时库仑就已开始从事科学研 链
(2)库仑力在r＝10－15～1011
m的范围内有效．所以，不能
栏 目
根据公式错误地推论当 r→0时，F →∞.其实，在这样的条件
链 接
下，两个带电体也已经不能再看作点电荷．

第一章 2 库仑定律

第一章 2 库仑定律

2 库仑定律课后篇巩固提升基础巩固1.关于库仑定律,下列说法正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据库仑定律,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大C.若点电荷Q 1的电荷量大于Q 2的电荷量,则Q 1对Q 2的静电力大于Q 2对Q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是二次方反比定律2.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等,两带电球相互排斥,说明两球一定带有同种电荷,但不能确定是正电荷,还是负电荷,故选项A 、B 错误;两带电球间的静电力具有一般力的共性,符合牛顿第三定律,故选项C 错误,选项D 正确。

3.两个分别带有电荷量为-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F 。

两小球相互接触后将其固定距离变为r,则两球间库仑力的大小为( )A.112FB.34FC.43FD.12FF=k Q ·3Qr 2,两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电荷量先中和后均分,所以两球分开后各自电荷量为+Q ,距离又变为原来的12,库仑力为F'=k Q ·Q (r 2)2,所以两球间库仑力的大小为43F ,选项C 正确。

4.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度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,速度变大;再由库仑定律公式F=k q 1q 2r 2知随着距离的增大,两小球间的库仑斥力减小,加速度减小,所以只有选项C 正确。

5.(2018山东学考,13)如图所示,两靠近的金属球的电荷量分别为q 1和q 2,球心之间的距离为l ,若两球的大小不能忽略,关于两球间库仑力大小F 的说法正确的是( )A.带同种电荷时,F>k q 1q 2l2B.带异种电荷时,F>k q 1q 2l2C.带同种电荷时,F=kq 1q 2l2D.带异种电荷时,F=kq 1q 2l2,则库仑定律F=k q 1q 2l2不适用;若为同种电荷,则由于电荷相斥,所以电荷之间的距离大于l ,F<k q 1q 2l2,选项A 错误;若为异种电荷,则由于电荷相吸,所以电荷之间的距离小于l ,F>kq 1q 2l2,选项B 正确。

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2库仑定律
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及适用条件．
科学探究：经历探究实验过程，得出电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的定性关系．
科学思维：1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算．
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
1．实验现象：(如图1所示)
图1
(1)小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度．
(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度．2．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而，随着距离的增大而．二、库仑定律
1．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小，以致带电体的、______及对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做．2．库仑定律
(1)内容：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，与它们的距离的成反比，作用力的方向在．
(2)公式：F＝k q1q2
2/C2，叫做静电力常量．
r2，其中k＝N·m
(3)适用条件：①；②．
3．库仑的实验
(1)库仑扭秤实验是通过悬丝比较静电力F大小的．实验结果发现静电力F与距离r的成反比．
(2)库仑在实验中为研究F与q的关系，采用的是用两个的金属小球接触，电荷量的方法，发现F与q1和q2的成正比．
1．判断下列说法的正误．
(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须采用控制变量法．()
(2)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷．()
(3)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．()
(4)若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力．() 2．真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍，电荷量都增大为原来的2倍．它们之间静电力的大小变为原来的________倍．
一、库仑定律的理解与应用
1．点电荷
(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．
(2)带电体能否看成点电荷视具体问题而定，不能单凭它的大小和形状下结论．如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体的大小及形状就可以忽略，此时带电体就可以看成点电荷．
2．库仑定律
(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用，一般没有特殊说明的情况下，都可按真空来处理．
(2)当r→0时，电荷不能再看成点电荷，库仑定律不再适用．
(3)两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律．不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大．
(4)两个规则的带电球体相距比较近时，电荷的分布会发生改变，库仑定律不再适用．
例1下列说法中正确的是()
A．点电荷就是体积小的带电体
B．带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷
C．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷
D．根据库仑定律表达式F＝k q1q2
r2，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞例2甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16C的正电荷，乙球带有3.2×10－16C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径均远小于10cm.(结果保留三位有效数字)
(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？
(2)如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？
(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处，还能求出其作用力吗？
点拨：用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷q 1、q 2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入即可；力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以判别．
二、库仑力的叠加
1．对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和．
2．电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则．例3如图2所示，分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1＝＋2×10
－14C 和Q 2＝－2×10－14C ．在AB 的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×10
－2m ．如果有一电子静止放在C 点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？
图2
针对训练(2018·德州市期末)如图3所示，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab ＝8cm 、ac ＝6cm 、bc ＝10cm ，小球c 所受库仑力合力的方向平行于ab 的连线斜向下．关于小球a 、b 的电性及所带电荷量比值的绝对值n ，下列说法正确的是()
图3
A ．同号电荷，n ＝925
B ．同号电荷，n ＝27125
C ．异号电荷，n ＝925
D ．异号电荷，n ＝27125
1．(对点电荷的理解)(多选)下列说法中正确的是()
A．点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的
B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体
C．两带电荷量分别为Q1、Q2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式F＝k Q1Q2
r2计算D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究问题的影响是否可以忽略不计
2．(库仑定律的理解)(2018·南平市检测)关于库仑定律，下列说法正确的是()
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体
B．根据F＝k q1q2
r2，当两个带电体间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大
C．带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时，B受到的静电力是A受到的静电力的3倍
D．库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷
3．(库仑定律的应用)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F.用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为()
A.F 3
B.F
4
C.3F
8
D.F
2
4．(库仑力的叠加)如图4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Q A、Q B，Q A＝Q B＝＋Q，求在顶点C处带电荷量为Q C的正点电荷所受的静电力．
图4。