当前位置：文档之家 › 2020_2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第2节库仑定律课件粤教版必修320210126

2020_2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第2节库仑定律课件粤教版必修320210126

  • 格式：ppt
  • 大小：1.59 MB
  • 文档页数：61

下载文档原格式

  / 61

合集下载

库仑定律ppt课件

库仑定律ppt课件
突破方法 放大微小力 等倍改变距离 平分电荷量
库仑扭秤
实验的再现
B
实验装置 A
电子秤
游标卡尺
演示实验1 电荷量q不变，探究作用力F与距离r的关系
实验数据与图像：作用力F与距离r 的关系
r/cm 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 M/g 0.009 0.010 0.013 0.018 0.024 0.033
作用力F与距离r2 的关系 r2/10-2m2 1.000 0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 F/10-4N 0.88 0.98 1.27 1.76 2.35 3.23
坐标转换：r2
1/r2
在误差允许的范围内，电荷间相互作用力与两带电体间距离的平方成反比。
演示实验2 距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系
分析：氢原子核与质子所带的电荷量相同，是1.60×10-19C。电子带负电，所带 的电荷量也是1.60×10-19C。质子质量为1.67×10-27kg，电子质量为9.1×10-31kg 。
解：根据库仑定律，它们之间的静电力和万有引力
qq
F电 k
12
r2
=
9.0
109
(1.6 1019 (5.31011
合力的方向为q1与q2连线的垂直平分线向外。
每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为0.25N, 方向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
两个或两个以上点电荷间的静电力求解
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各个点电荷 单独对这个点电荷作用力的矢量和。
谢谢观赏
第一章 静电场的描述
第二节 库仑定律
一、点电荷 研究表明，带电体之间的相互作用力除了与它们所带的电量及相对位置有 关，还与它们的形状和大小有关，这大大增加了研究这一问题的复杂性.

静电场库仑定律ppt

静电场库仑定律ppt

05
静电场的危害与防护
静电场的危害
引发爆炸和火灾
在易燃易爆的环境中，静电放电可 能引发爆炸和火灾，对人身安全和 财产造成严重威胁。
电击危害
静电电击可能对操作人员造成突然 的、意外的电击，严重时可能导致 伤亡。
妨碍生产
静电会吸附灰尘和微小颗粒，影响 产品质量和生产效率。
影响设备性能
静电积累到一定程度时，可能对电 子设备、电路板等产生干扰，影响 其性能和稳定性。
证明方法三：数值模拟
数值模拟方法
使用计算机模拟程序来模拟两个点电荷之间的电场分布 情况。
模拟过程
首先在计算机中设定两个点电荷的位置和电荷量，然后 使用数值计算方法来模拟它们周围的电场分布情况。
模拟结果
通过模拟结果可以发现，两个点电荷周围的电场强度与 它们所带的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成 反比，这一结果与库仑定律的公式相符。
利用实验测量研究静电场和电磁场的分布、变化以及与物质的相互作用。
感谢您的观看
THANKS
总结词
库仑定律的物理意义是描述了两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离和 电量之间的关系。
详细描述
库仑定律的物理意义是，两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方 成反比，与它们的电量乘积成正比。这个定律说明了静电力的作用范围和大 小，适用于计算真空中静止点电荷之间的相互作用。
库仑定律的适用范围
静电场的防护措施
接地措施
通过将设备、管道等接地，使静电电荷能 够安全地导入大地，避免电荷积累。
使用抗静电剂
在材料中添加抗静电剂，降低其表面电阻 ，减少静电产生。
增加湿度
通过增加工作场所的湿度，使静电不易积 累，降低静电危害。

库仑定律-ppt课件

库仑定律-ppt课件
q=+4×10-6 C 的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距r=30 cm
时,绳与竖直方向的夹角α=45°,g取 10 m/s2,k=9.0×109 N·m2/C2,且A、B两
小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的静电力的大小;
(2)A球的质量。
【答案】(1)0.02 N
作者编号：43999
问题3：r1、r2与B、C的电量关系？
C qc
中间电荷
靠近两侧
电荷量较
小的那个
r1
FCA
Aq
A
A
r2
FCA FBA
B q
B
FBA
结论3：近小远大
k
qC q A
qB q A

k
2
2
r1
r2
2
qC
r
12
qB
r2
r1 r2时，qC q B
r2 r1时，q B qC
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。
新知学习
2.理想化的模型，实际上是不存在的。
3.均匀带电的球体,由于球所具有对称性,即使它们之间的距离不是
很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。
两个带电体之间存在相互作用力，这种相互
作用力的大小与哪些因素有关呢？
作者编号：43999
新知学习
02 影响静电力的因素
如图所示，用摩擦起电的方法分别让球形导体 A 和通草球 B 带同种电荷，并使
(2)2×10-3 kg
作者编号：43999
课堂练习
1.下列关于点电荷的说法正确的是( C )
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷

高中物理第一章2第2节库仑定律课件教科选修31教科高二选修31物理课件

高中物理第一章2第2节库仑定律课件教科选修31教科高二选修31物理课件

12/9/2021
第十七页，共三十九页。
(4)方向判断：在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相 吸． (5)在国际单位制中，k 的值才是 9.0×109 N·m2/C2. (6)如果一个点电荷同时受到两个或更多的点电荷的作用力，可 以根据力的合成法则求合力．
12/9/2021
第十八页，共三十九页。
12/9/2021
第三十二页，共三十九页。
[审题突破] 解答本题有以下三个关键点： (1)明确小球静止在 A 处的受力情况． (2)明确球在摆动过程中，库仑力不做功，机械能守恒． (3)球做圆周运动，在最低点 A，小球所受的合力等于向心力．
12/9/2021
第二十四页，共三十九页。
A．F 引＝Gml22，F 库＝kQl22
B．F
引≠Gml22，F
Q2 库≠k l2
C．F 引≠Gml22，F 库＝kQl22
D．F
引＝Gml22，F
Q2 库≠k l2
12/9/2021
第二十五页，共三十九页。
解析：选 D.由于 a、b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各 自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又 l＝3r，不满足 l≫r 的要求，故不能将带电球壳看做点电荷，所 以不能应用库仑定律，故 F 库≠kQl22.万有引力定律适用于任何两 个物体，此处由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看 做质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故 F 引＝
12/9/2021
第八页，共三十九页。
2．“由 F＝kQr1Q2 2可得，当两个电荷之间的距离 r→0 时，电荷 之间的库仑力 F→∞”，这种说法正确吗？ 提示：这种说法不正确．库仑定律的适用条件是真空中的点电

高中物理第一章静电场第2节库仑定律课件选修31高中选修31物理课件

高中物理第一章静电场第2节库仑定律课件选修31高中选修31物理课件

成立。
12/13/2021
第八页，共七十一页。
提示
02课堂探究 评价 (tànjiū)
12/13/2021
提升训练
对点训练
第九页，共七十一页。
课堂任务 库仑定律 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
M是一个带正电的物体，丝线上所系的小球带正电。
12/13/2021
第十页，共七十一页。
活动1：图中在不同距离时小球偏转角度有何不同，说明了什么？ 提示：对丝线上的小球受力分析，如图所示，
A.47 B.37 C.97 D.176
答案 CD
12/13/2021
第二十五页，共七十一页。
答案
解析 设两小球的电荷量分别为q和7q，则原来相距r时的相互作用力F
＝k
q·7q r2
＝k
7q2 r2
。由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两
种情况：
(1)两球电性相同。相互接触时两球电荷量平均分配，每个球的电荷量
由共点力平衡得：F＝mgtanθ，θ变大，F变大；θ变小，F变小。距离 越近，悬线偏角越大，距离越远，悬线偏角越小，说明了电荷之间的作用力
与距离有关，随距离的增大而减小。
12/13/2021
第十一页，共七十一页。
提示
活动2：用一个不带电的绝缘小球与位置P1的小球接触一下(或接触M)移 开，观察到什么现象？说明了什么？
12/13/2021
第十六页，共七十一页。
③易混淆的几个概念
比较项
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 体积较小的带 带的电荷量 电物体

高中物理第一章静电场第2节库仑定律课件选修31高二选修31物理课件

高中物理第一章静电场第2节库仑定律课件选修31高二选修31物理课件
12/9/2021
第十六页，共四十七页。
(2)带电体的线度比相关的距离小多少时才能看成点电荷， 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．
3．元电荷与点电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是 电荷量的最小单位． (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体， 其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷 量的整数倍．
第八页，共四十七页。
3．实验结论
(1)力 F 与距离 r 的二次方成 18
反比 ，F∝ 19
1 r2
.
(2)力 F 与电荷量 q1 和 q2 的乘积成 20 正比 ，F∝ 21 q1q2 .
12/9/2021
第九页，共四十七页。
1．正误判断
|基础小题·做一做|
(1)两电荷的带电量越大，它们间的静电力就越大．( × )
3．真空中两个点电荷相距为 r 时，它们间的静电力大小为
F；如果保持它们的电荷量不变，而将距离增大为 2r，则静电力
大小将变为( )
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．
12/9/2021
12/9/2021
第二十四页，共四十七页。
★要点二 库仑定律的理解 |要点归纳|
1．库仑定律的适用条件 (1)真空． (2)点电荷． 这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立． 2．静电力的大小计算和方向判断 (1)大小计算． 利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入 公式，只代入 q1、q2 的绝对值即可． (2)方向判断． 在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸．

1.2_库仑定律课件

1.2_库仑定律课件

4．如图所示，用两根绝缘丝线挂着 两个质量相同、均不带电的小球A和B，此 时上、下丝线的张力分别为FA、FB；如果 使A带正电，B带负电，上、下丝线的张力 不变 ，FB___________ 变小 FA__________ 。
（填“变大”、 “变小”或“不变”）
A
B
5、真空中等距离固定三个点电荷A，B，C，（距离 为r）电量分别为-2q，q，-4q，，求C所受库仑力 的大小与方向。
q F 3ma 18k 2 L
2
A +
B
6q
-3q
-
C +水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小 为v，此时，A的加速度为 a/2 .
• 10.用两根等长的细线各悬挂一个小球，并 挂于同一点，已知两球质量相等，当它们 带上同种电荷时，相距L而平衡，，若使它 们的带电量都减少一半，待它们重新平衡 后，两球间距离 （） • A。大于L/2 B.小于L/2 • C.等于L/2 D.等于L
第一章《静电场》
第二节 《库仑定律》
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？
一、探究影响电荷间的相互作用力的因素： １、实验装置： ２、实验方法：控制变量法 3、实验过程：
P1
P2 P3
Ｏ +
结论
（１）电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大 （２）电荷之间的作用力随距离的增大而减小
2 Q1 Q2 4
8.如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置 在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为 L，（L 比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电 量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、 B、C三球始终保持L的间距运动，求 （1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？

高中物理第一章2第2节库仑定律课件选修31高二选修31物理课件

高中物理第一章2第2节库仑定律课件选修31高二选修31物理课件
12/9/2021
第十七页，共五十页。
点电荷跟前面学过的质点一样是一种理想化的物理模型， 实际并不存在，点电荷具有相对意义，带电体的尺寸不一定要 很小，视具体问题而定．
12/9/2021
第十八页，共五十页。
对库仑定律的理解和应用 1．适用范围：适用于真空中两个静止点电荷间的相互作用． (1)在空气中库仑定律也近似成立． (2)对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解， 但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体，从而完成问题 的求解． (3)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算，此 时，r 应指两球体的球心间距．
12/9/2021
第四页，共五十页。
3．适用条件：(在1)真_空__(z_h_ēn_kō_n_g)_中___．(2) _静__止__(j_ìn_gz_hǐ_)点__电_荷______． 4．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小____大_得__多_____， 以致带电形体状的(xín_g_zh_u_àn_) _、___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，这样的带电体就可以看做带电 的点，叫做___点__电__荷_____． 三、库仑的实验 1．库仑扭秤实验是通过悬丝_____扭_转__的__角__度______比较静电力 F 大小的．实验结果发现静电力 F 与距离 r 的____二__次_方_____成反 比．
12/9/2021
第六页，共五十页。
【自我检测】
判断正误 (1)两电荷所带的电荷量越大，它们间的静电力 就越大．( ) (2)两电荷所带的电荷量一定时，电荷间的距离越小，它们间的 静电力就越大．( ) (3)很小的带电体就是点电荷．( )
12/9/2021

第一章 第二节 库仑定律 课件

第一章 第二节 库仑定律 课件

⑵静止点电荷
（3）电荷均匀分布的带电球体或球壳，其中r 是两球心间的距离
三、库伦扭秤实验
实验装置
库 仑 扭 秤 . e x e
C A B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开关
例1，P7
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
猜想：
电荷量 间距
实验装置
q1 q2
观察现象
改变小球电量和两小球间距离 观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小
结果分析
电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小
定量讨论电荷间相互作用的科学家 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. 二、库仑定律





例2，P8
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相似，以q3为例
q3受到大小相同的库仑力F1和F2 q2 F1 F2 k 2 0.144N r
q1
F2
合力F 2F1 cos30 0.25N
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.公式：
其中K:静电力常量
q1q2 F k 2 r
k=9.0×109N· m2/C2
注意：计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入
3.适用条件：
⑴真空(空气中近似成立)

完整高中物理课件库仑定律

完整高中物理课件库仑定律
(1)若 q2 为正电荷，对 q1 而言要让其平衡， q3 必为负电荷，但对
q2 而言，q1 和 q3 必为同性电荷，所以 q1 与 q3 都为负电荷．
栏
(2)由库仑定律和平衡条件知
目 链
对 q1：kq1l21q2＝k?l1q＋1ql32?2①
接
对 q3：k?l1q＋1ql32?2＝kq2l2q2 3②
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
电荷的作用力 __等__于____ 各个点电荷对这个电荷的作用力的
__矢__量__和__．
栏
目
链
7 ． 如 果 知 道 带 电 体 上 的 电 荷 分 布 ， 根 据接
库__仑__定__律__和__力__的__合__成__法__则_ ，就可以求出带电体间的静电力的大
小和方向．
栏 目 链 接
一、库仑定律
接
究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上．
库仑在军队里从事了多年的军事建筑工作，为他 1773 年
发表有关材料强度的论文积累了材料．在这篇论文里，库仑
提出了计算物体上应力和应力分布的方法，这种方法成了结 栏
目
构工程的理论基础，一直沿用到现在．
链
接
1777 年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针

2020_2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第1节静电现象课件粤教版必修320210126

2020_2021学年新教材高中物理第一章静电场的描述第1节静电现象课件粤教版必修320210126

3．比荷：电子的电荷量 e 跟电子的质量 me 之 比 ，叫作电子的 比荷，其值为mee＝1.76×1011 C/kg。
三、电荷守恒定律 1．内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个 物体转移 到其他物体，或者从物体的一个部分转移 到另一部分。在 任何转移的过程中，电荷的总量 保持不变。 2．适用范围：电荷守恒定律不仅在一切 宏观物理过程中成立， 而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律。
电荷量分配原则的两点注意 (1)电荷均分的前提条件是两导体完全相同。 (2)不同的导体接触后再分开，每个导体上所带电荷量不满足平 均分配规律。
[跟进训练] 2．放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球 A、B 分别带有 电荷量 QA＝6.4×10－9 C、QB＝－3.2×10－9 C，让两个金属小球接触， 在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个？
四、静电现象的解释 1．摩擦起电 当两个物体互相摩擦时，使一个物体中的一些原子的电子获得 了 能量，挣脱了原子核的束缚，转移到了另外一个物体上。如玻璃 棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电，丝绸因有了 多余电子而带负电。
2．感应起电 当一个带电体靠近导体时，导体中的自由电子会向靠近 或远离 带电体的地方移动。使导体靠近带电体的一端带异号 电荷，远离带 电体的一端带同号电荷，这种现象叫作静电感应 。利用静电感应使 金属导体带电的过程叫作感应起电。
第一章 静电场的描述
第一节 静电现象
学习目标：1.[物理观念]知道物体起电的三种方式。理解其微观 解释。 2.[物理观念]熟记电荷守恒定律。 3.[物理观念]记住元电荷 的概念。 4.[科学思维]能用原子结构和电荷守恒定律分析问题。
自主 预习性质：同种电荷相互 排斥，异种电荷相互 吸引。 2．物体带电的三种方法：摩擦起电 、感应起电、接触起电 。

高中物理第1章静电场的描述第2节库仑定律粤教版必修第三册

高中物理第1章静电场的描述第2节库仑定律粤教版必修第三册
D．若它们之间的距离不变，电荷量都变为原来的12，则它们之间的 作用力变为 4F
【答案】BC
【解析】根据库仑定律可知，两点电荷之间的作用力为F＝kqL1q22．若 它们所带的电荷量不变，距离变为2L，库仑力变为41F，A错误；若它们 所带的电荷量不变，距离变为L2，则它们之间的作用力变为4F，B正确； 若它们之间的距离不变，电荷量都变为原来的2倍，则它们之间的作用力 变为4F，C正确；若它们之间的距离不变，电荷量都变为原来的12，则它 们之间的作用力变为14F，D错误．
A．小球A、B间库仑力变小 B．小球A、B间的库仑力不变 C．小球A对筒壁的压力变小 D．小球A对筒底的压力不变 【答案】D
【解析】根据题意，对 B 受力分析，如图甲，由平衡条件有 F 库 cos
θ＝mBg，解得小球 A、B 间的库仑力 F 库＝cmosBgθ，B 下降，角变大，cos θ 变小，库仑力 F 库变大，A、B 错误； 根据题意，对A受力分析，如图乙， 由平衡条件有，筒壁对小球A的支持 力为F＝F库sin θ＝mBg tan θ，由于θ 变大，tan θ变大，则F变大，由牛顿 第三定律可知，小球A对筒壁的压力 变大，C错误；
核心素养应用
电荷间的作用规律 1784年至1785年间，法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验验证 了库仑定律．扭秤的结构如图所示：在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的 一端有一小球A，另一端有平衡体B，在A旁还置有另一与它一样大小的 固定小球C．为了研究带电体之间的作用力，先使A、C各带一定的电荷， 这时秤杆会因A端受力而偏转．转动悬丝上端的旋钮，使小球回到原来 位置．这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩．如果悬丝的扭 力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的 角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力， 并且通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小．
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

[跟进训练] 2．如图所示，两个半径均为 r 的金属球放在绝缘支架上，两球 面最近距离为 r，带等量异种电荷，电荷量为 Q，两球之间的静电力 为下列选项中的哪一个( )
A．等于
Q2 k9r2
C．小于
Q2 k9r2
B．大于
Q2 k9r2
D．等于
Q2 k r2
B [由于两金属球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电 荷在金属球上的分布向两球靠近的一面集中，电荷间的距离就要比 3r 小。根据库仑定律，静电力一定大于 k9Qr22，正确选项为 B。]
1.库仑力的特征 (1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷 的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关。 (2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷 的性质、带电多少均无关，即互为作用力与反作用力的两个库仑力 总是等大反向。
(3)库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，与 重力、弹力、摩擦力一样是一种“性质力”。在实际应用时，与其 他力一样，受力分析时不能漏掉，对物体的平衡或运动起着独立的 作用。
实验现象
r 变大，θ 变小 r 变小，θ 变大 Q 变大，θ 变大 Q 变小，θ 变小
电荷间的相互作用力随电荷间距离的增大而减 实验结论
小，随电荷量的增大而增大
2.库仑定律的适用条件 (1)真空 (2)点电荷 这两个条件都是理想化的，在空气中库仑定律也近似成立。 3．静电力的大小计算和方向判断 (1)大小计算 利用库仑定律计算大小时，不必将表示电性的正、负号代入公 式，只代入 q1、q2 的绝对值即可。
库仑力的叠加及其应用
真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 ＋ 2×10－6 C，如何求 Q3 所受的库仑力？由此可以 得出什么样的结论？
提示：先分别求出 Q1 和 Q2 对 Q3 的作用力，然后进行矢量叠加， 说明两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改 变。
BD [电子和质子是实实在在的粒子，而元电荷只是一个电量单 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。]
库仑定律的理解
(1)在当时没有足够精密的测量仪器的情况下，库仑是如何测量 两点电荷之间的作用力的？
(2)当时库仑是如何比较电荷的多少的？
提示：(1)“库仑扭秤”利用弹性悬丝受力就会发生扭转，通过 比较悬丝的扭转角度就可以比较带电小球之间的作用力的大小。
(2)库仑根据对称性原理，两个相同的金属球接触后所带电荷量 应均等。
1.探究影响电荷间相互作用力的因素
实验原理 如图所示 F＝mgtan θ，θ 变大，F 变大，θ 变小， F 变小
[解析] (1)q3 受力平衡，必须和 q1、q2 在同一条直线上，因为 q1、q2 带异种电荷，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，且 在 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：
律。
( √)
2．下列关于点电荷的说法正确的是( ) A．体积大的带电体一定不能看作点电荷 B．点电荷的电荷量一定是 1.6×10－19 C C．点电荷是一个理想化模型 D．研究带电体的相互作用时，所有带电体都可以看作点电荷
C [当带电体的形状和大小对所研究的问题的结果影响可忽略 不计时，可将带电体视为点电荷，故 A 错误；点电荷是将带电物体 简化为一个带电的点，元电荷为 1.6×10－19 C，是电量的最小值，点 电荷的值可以等于元电荷，也可以是元电荷的整数倍，故 B 错误； 点电荷是理想化的物理模型，故 C 正确；研究带电体的相互作用时， 并不是所有带电体都可以看作点电荷，只有满足条件的带电体才能 视为点电荷，故 D 错误。]
(2)方向判断 在两电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 (3)两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷；相距 较近时不能看作点电荷，此时球体间的作用力会随着电荷的分布而 变化。
【例 2】 (多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小
球(可看成点电荷)，其中一个球的带电量的绝对值是另一个的 5 倍，
kqx3q2 1－kxq＋3qr22＝0 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。
2．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。
3．带电体在库仑力作用下可能处于静止状态，也可能处于加速 运动状态，解决这类问题的一般方法是：
(2)若以上三个点电荷皆可自由移动，要使它们都处于平衡状态， 对 q3 的电荷量及电性有何要求？
思路点拨：(1)第(1)问中，看 q3 是放在 A、B 的连线还是延长线 上，能满足 q3 平衡的两个力方向相反，然后用库仑定律表示出两个 力即可。
(2)第(2)问中，让 q3 平衡可确定 q3 的位置，再让 q1 或 q2 中的一 个平衡，便可建三点电荷二力平衡等式确定 q3 的电荷量及电性。
3．元电荷与点电荷 (1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷 量的最小单位。 (2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带 电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数 倍。
【例 1】 关于点电荷，下列说法正确的是( ) A．体积小的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 B．所有的带电体在任何情况下都可以看成点电荷 C．带电体的大小和形状对研究它们之间的作用力的影响可以忽 略不计时，带电体可以看成点电荷 D．通常把带电小球看成点电荷，带电小球靠得很近时，它们之 间的作用力为无限大
自主 预习 探新 知
一、点电荷 1．点电荷：如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距 离小得多，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略 ，这个带电的 点称为点电荷。 2．点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状， 类似于力学中的质点，实际不存在 (选填“存在”或“不存在”)。
二、库仑定律 1．基本方法：控制变量法。 (1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系 电荷量不变时，电荷间的距离增大，作用力减小 ；距离减小， 作用力增大。 (2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量间的关系 电荷间距离不变时，电荷量增大，作用力增大 ；电荷量减小， 作用力减小。
第一章 静电场的描述
第二节 库仑定律
学习目标：1.[物理观念]了解点电荷，知道实际带电体简化为点 电荷的条件。 2.[科学探究]了解探究电荷间作用力与电荷量及电荷 间距离的关系的实验过程。 3.[科学思维]理解库仑定律的内容、公 式及适用条件。 4.[科学思维]会用库仑定律进行有关的计算。 5.[科学态度与责任]了解库仑扭秤实验。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)体积很小的带电体都能看作点电荷。
( ×)
(2)库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体。
( ×) (3)相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之
间的库仑力大小一定相等。
( √)
(4)库仑定律是库仑在前人工作的基础上通过实验总结出来的规
当它们静止于空间某两点时，静电力大小为 F，现将两球接触后再放
回原处，则它们间静电力的大小可能为( )
A．95F
B．45F
C．54F
D．95F
思路点拨：(1)两金属小球所带电荷的性质不一定相同。
(2)两金属小球接触后再放回原处时，所带的电量、电性均相同。
BD [设一个球的带电量绝对值为 Q，则另一个球的带电量绝对 值为 5Q，此时 F＝k5rQ22，若两球带同种电荷，接触后再分开，两球 电量的绝对值为 3Q，则两球的库仑力大小 F′＝k9rQ2 2＝95F；若两球带 异种电荷，接触后再分开，两球电量的绝对值为 2Q，此时两球的库 仑力 F″＝k4rQ22＝45F。故 BD 正确，AC 错误。]
2．库仑定律 (1)内容：在 真空 中两个静止 点电荷 之间的相互作用力，其大
小与它们的电量 q1、q2的 乘积 成正比，与它们之间距离 r 的 二次方 成
反比，作用力的方向在它们的 连线 上。 (2) 公 式 ： F ＝ kqr1q2 2 ， k 叫 静 电 力 常 量 ， 数 值 k ＝
_9_.0_×__1_0_9_N__·m__2_/C__2。
C [电荷的形状、体积对分析的问题的影响可以忽略时，就可 以看成是点电荷，所以体积很大的带电体也有可能看成是点电荷， 体积小的带电体有时不能看作点电荷，所以 A 错误；电荷的形状、 体积对分析问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是 所有带电体都能看作点电荷，所以 B 错误；带电体的大小和形状对 研究它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体可以看成点 电荷，所以 C 正确；通常把带电小球看成点电荷，带电小球靠得很 近时，库仑定律不再适用，所以 D 错误。]
(1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看作点电荷吗？ (2)点电荷就是元电荷吗？
提示：(1)不是。一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问 题而言的，与体积大小和电荷量大小无关。
(2)不是。点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷是最小电荷 量。
1．点电荷是物理模型 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，实际中并不存在。 2．带电体能看成点电荷的条件 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，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点 电荷。