高中物理1.1电荷库仑定律课件新人教版选修11

知识回顾：
1.自然界中存在几种电荷？分别是什么电
荷？自然界只存在两种电荷：正电荷、负电荷 2.如何能使物体带电？其使物体带电的实质 是什么？ 起电：使原来不带电的物体带电的过程 3.电荷的多少用什么物理量来反映？其单 摩位擦是起什电→么实？质：使自由电子从一个物体转移到一个物体
接电触荷起量电→：实电质荷：的孤多立少电荷. 从单带位电：体库转仑移到C不表带示电物体上
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
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例5.B真空中两个相同的金属小球A和B，带电荷量分别为
QA=2×10-8C和QB=4×10-8C，相互作用力为F.若将两球接
触后再放回原处，则它们之间的作用力将变为( A )
A. 9 F
B.F
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到 另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转 移到另一个部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移 到原来不带电的物体
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
例4.A关于库仑定律.以下说法中正确的是( B ） A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很 小的带电体 B.库仑定律是实验定律 C.库仑定律仅对静止的点电荷间相互作用才正确 D.根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于 零时，则库仑力趋近于无穷大
可把带电体视为一几何点，并称它为点电 荷。但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。
物理选修3-1人教版1.2库仑定律 (共23张PPT)
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典型例题
例、下列说法中正确的是：

例3：用毛皮擦过的橡胶棒靠近带电的验电器时，
发现它的金属箔片的张角变小，由此可以判断
（ C）
提示：金属箔片上
所带电荷越多其张
角越大。
A、验电器所带电荷量部分被中和 B、 验电器所带电荷量部分跑掉了 C、验电器一定带正电 D、验电器一定带负电
例4：带电导体B在靠近带正电的导体A时，P端及Q 端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确
3、电荷间的相互作用： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
金属板、 金属球
原理：同种电荷
金属壳 相互排斥
玻璃瓶
注意：不管是带正电
金属箔片(2片)
荷还是负电荷，金属 箔片都会张开，且电
荷量越大，张角越大
甲（验电器）和乙（静电计）
二、使物体带电的三种方式
用玻璃棒或塑胶棒和丝绸摩擦后，用棒去 接触验电器的金属球，发现箔片张开，表 明玻璃棒带了电。 玻璃棒和丝绸为什么会带电？ 这种使物体带电的方法叫什么？
的是（ A ）
A、若用导线将Q接地，然后断开，再取走A， 则导体B将带负电 B、 若用导线将Q接地，然后断开，再取走A， 则导体B将带正电 C、若用导线将Q接地，然后断开，再取走A， 则导体B将不带电 D、若用导线将P接地，然后断开，再取走A， 则导体B将带正电
例5：在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接 触放置，原先A、B都不带电，开关S1和S2均断开。 现在讲一个带正电的小球C放置在A的左侧，以下
m 是实际的粒子。 9.011031 kg e
实验指出，所有带电物体的电荷量或者等于e， 或者是e的整数倍，因此，电荷量e叫元电荷。
课堂小结
如果用Q 、q 表示两个点电荷的电荷量，用r 表示它们之间的距离，用 F 表示它们之问的相互 作用力，则库仑定律可以表示为：

4．比荷：带电体的电荷量和质量 的比值，叫做比荷（Q/m）.
电子的比荷为
电子的比荷也是一个常用的物理量
三：库仑定律
把一个带正电的物体放在A处，然后再挂一个 带正电的小球B，增大或减小它所带的电荷量,比 较小球所受电力大小的变化。小球所受电力的大 小可以通过细线偏离竖直方向的角度显示出来， 偏角越大，表示小球受到的电力越大。
解得： x 2L, qC 4Q, 且电性为“ ”
总结: 三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大
作业:练习一
小结： 摩擦起电和感应电荷的本质都是 电荷的转移，电荷的总量不变. 真空中两点电荷间的静电力遵循 库仑定律．
例1、试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子 的质量m1=9.1×10-31kg,质子的质量m2=1.67×10-27kg。电子 和质子的电荷量都是1.60×10-19C。 解：电子和质子的静电引力F1和万有引力F2分别是
BAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱK
起电本质:
通过大量实验可以得出
电荷既不能创造，也不能消灭，只
能从一个物体转移到另一个物体，或 者从物体的一部分转移到另一部分， 在转移的过程中，电荷的总量不变， 这就是 电荷守恒定律。
物理学中重要的基本定律之一
二：元电荷
1.电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电 荷量或者等于e，或者是e的整数倍。 19 2.元电荷:电荷量 e 1.6010 C 称为元电荷。 3.电荷量e的数值最早由美国科学家 密立根用实验测得。
2.3 1039
可以看出，电子和质子的静电引力F1竟为它们的万 有引力F2的2.3×1039倍。这是一个多么大的倍数！正因 为如此，在研究微观带电粒子的相互作用时，经常可以 忽略万有引力。

= F12
k
Q1Q2
r²
0.2m
= F32
k
Q1Q2
r²
F= F12 – F32
5.兩個完全相同的金屬球，一個的電荷量為
+4.0×10-11C ,另一個帶點量為-6.0×10-11C,
把兩球接觸，分開後相距50cm,它們的電量 是多少？它們之間的靜電力有多大？
= = = - -6.0×10-11+4.0×10-11
r²
?
F靜=K
Q1Q2
r²
【例題】試比較電子和質子間的靜電引力和 萬有引力。已知電子的品質m1=9.1×10-31kg, 質子的品質m2=1.67×10-27kg。電子和質子的 電荷量都是1.60×10-19C 。
解 ：電子和質子的靜電引力F1和萬有引力F2分別是
F靜=K
Q1Q2
r²
F萬=G
m1m2
元電荷
（1）e=1.60×10-19C
（2）Q=ne (n∈Z)
（3）電子的比荷 : e/me 密立根 (likan,1868～1953)
實驗
庫侖定律
在真空中兩個點電荷間的作
用力跟它們的電量的乘積成正比 ,
跟它們間距離的二次方成反比 ,作
用力的方向在它們的連線上。
Q1Q2 : 電量
F=K
r²
F靜 kQ1Q2
9.0×109 × 1.60×10-19 × 1.60×10-19
F = = 萬
Gm1m2
6.67×10-11 × 9.1×10-31 × 1.67×10-27
=2.3×1039
1.起電方法
2. 物體帶電量
電 3. 帶電實質
荷 4.電荷守恆定律

一
二
三
2.元电荷是最小的电荷量,元电荷为1.60×10-19C;一个电子带的
电荷量为-1.60×10-19C,一个质子带的电荷量为1.60×10-19C;所有
带电物体,所带电荷量或者等于电子或质子带的电荷量,或者是电
子或质子带的电荷量的整数倍。
一
二
三
三、库仑定律
1.真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘
3
距离变为 2, 则它们之间的静电力变为(
3

8
2
A. B. C. D.
8
6
3
)
3
解析:根据题目给出的条件:真空、点电荷,符合库仑定律条件,
1 2
由库仑定律公式 F= 2 得
1

当 Q 甲'=2Q 甲 ,Q 乙'= 乙,r'=2r 时,
F'=
1
2 甲 ·乙
3
4 2
答案:B
3
1
换,发现甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷。以下结论正确的是
(
)
A.甲物体失去了6×103个电子
B.乙物体失去了6×103个电子
C.乙物体带9.6×10-16C的负电荷
D.乙物体带9.6×10-16C的正电荷
解析:根据摩擦起电的特点,甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷,
说明甲物体失去了 9.6×10
4.点电荷:是指没有大小的带电体,是一种理想化的模型,实际上
并不存在。
一
二
三
一、摩擦起电、感应起电、接触起电的区别与联系
1.摩擦起电是两种不同的物质组成的物体相互摩擦时,一个物体
中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

A.34kaQ2 ，沿 y 轴正向 B.34kaQ2 ，沿 y 轴负向
C.54kaQ2 ，沿 y 轴正向 D.54kaQ2 ，沿 y 轴负向
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
2.对称法 【原型题 6】如图所示，一半径为 R 的绝缘圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆
盘且过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有
q 3.矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
第1节 库仑定律 场强
三、电场强度与电场强度的计算
4.场强公式的比较： E＝F q E＝kQr2 E＝Ud
笔记：电场强度
①适用于任何电场 ②场强与试探电荷是否存在无关 ①适用于点电荷产生的电场 ②Q 为场源电荷的电荷量 ①适用于匀强电场 ②U 为两点间的电势差，d 为沿电 场方向两点间的距离
笔记
(1)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (2)带电实质：物体带电的实质是得失电子． (3)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物 体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变． (4)电荷分配原则∶两个形状、大小相同且带电的球形导体，接触后再分开，若两导体带同 种电荷，则两导体上的电荷先叠加后平分；若两导体带异种电荷，则两导体上的电荷先中和， 余下的电荷再平分．
第1节 库仑定律 场强
一、电荷的产生 电荷守恒定律 2.电荷守恒定律
【原型题 3】半径相同的两金属小球 A、B 带有相同的电荷量，并相隔一定的距离，今让第三个 半径相同的不带电金属小球 C，先后与 A、B 接触后再移开.求：
(1)当 A、B 两球带同种电荷时，接触后两球的电荷量之比； (2)当 A、B 两球带异种电荷时，接触后两球的电荷量之比.

A．第一个液滴做自由落体运动，以后的液滴做变加速直 线运动，而且都能到达 A 球
B．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，速度为零
C．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，开始做匀速运 动
D．一定有液滴无法到达 A 球
答案：D
解析：液滴落在 A 上后，A 上的电荷量变多，A 球与液 滴间斥力逐渐增大，设某液滴下落过程中在库仑力和重力作 用下，先加速再减速到达 A 球时速度刚好为零，则以后再滴 下的液滴将无法到达 A 球。
知識自主梳理
点电荷
1.点电荷是只有电荷量，没有 大小、形狀 的理想化 的模型，类似于力学中的 質點 ，实际并不存在．
2．在带电体的大小比起它到其它带电体的距离 小 得多 ，以致带电体的形状和电荷在它上面的分布已无 关紧要时，带电体可视为 點電荷 .
库仑定律
1.库仑力：电荷间的 相互作用力 ，也叫做静电力。 2．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
4．要统一国际单位，与 k＝9.0×109N·m2/C2 统一。 5．如果一个点电荷同时受到另外两个或更多的点电荷的 作用力，可根据静电力叠加的原理求出合力。
[特别提醒]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”。 同样具有力的共性，例如两个点电荷之间的相互作用力也遵 守牛顿第三定律——大小相等、方向相反、作用在同一直线 上。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。
實驗結論 電荷間的作用力與距離有關，與電荷量有關
• 三、庫侖定律與萬有引力定律的比較
定律
共同點
區別
影響大小的因素
萬有引 力定律
庫侖 定律
與兩個物體品質 ①都與距離的 有關，只有引力 平方成反比

根据平行四边形定则，合力的大小：
F
F 2F1 cos300 0.25N
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外。
总结:
1 探究思路: 分析问题——提出猜想——实验探究——得出结论
2 探究方法: 控制变量法
3 库仑定律:
适应条件:
Q1Q2 F k 2 r
真空中静止的点电荷
4 理想模型:
点电荷
荷的斥力，情况相同，只要求出一个点电荷 （例如q3）所受的力即可。 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
+
q2
+
+ q3
F2
F1
300
q 2 9.0 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9 (2 106 )2 F1 F2 k 2 N 0.144 N 2 r 0.5
师、物理学家。
1785—1789年，库仑用扭秤 测量静电力和磁力，导出有名的 库仑 定律。
back
库仑扭秤结构：
固 定 带 电 小 球
刻度盘与指针
扭 丝
平衡小球
可动带电小球
刻度尺
绝缘平衡杆 back
库仑扭秤录像：
点电荷：没有大小的带电体．
（1）点电荷是一个理想化的物理模型，实际上是不存在 的． （2）实际的带电体在本身的大小跟带电体间的距离相比 小得多时可看作是点电荷．
课后作业:
1.复习本节课并完成练习册相应练习.
2.把课后2,4题做到作业本上.
再见
back
2、库仑当时得到的一组数据
转角比 (即库仑力比)
A、C两球距离 距离比 扭秤转角/度
36个刻度
18个刻度 8.5个刻度

q
L=30r
q
们之间的距离
q
q
一、问题的提出
2. 怎样简化这些 因素，方便进行 实验探究？
电荷量（q1和q2 ） 距离r
二、实验探究
1. 定性研究
P1
+C
+A
q1
q2
实验探究方法
控制变量法
研究： （1）电荷量q不变，改变距离 （2）距离r不变，改变电荷量
二、实验探究
1. 定性研究
演示实验1
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
三、库仑定律
2. 表达式
F q1q2 r2
F电
k
q1q2 r2
比例系数 k 叫做静电力常量， 国际单位制中，k = 9.0×109N·m2/C2
三、库仑定律
3. 理解
（1）适用条件： 真空中 静止 点电荷
三、库仑定律
3. 理解
（2）相互作用力的方向 ：在它们的连线上。
根据万有引力定律，它们之间的万有引力
F引
G
m1m2 r2
31
27
11 9.110 1.67 10
= 6.6710
11 2
N
(5.310 )
47
= 3.610 N
四、静电力的计算
F电 = 8.210-8 N
F引 = 3.610-47 N
F电 =2.31039 F引
氢原子核和电子之间的静电力远大于万有引力。 研究微观粒子的相互作用时，经常忽略万有引力。
实验探究：
（2）距离r不变，探究作用 力F与电荷量q的关系
演示实验3
实验探究：
在误差允许的范围内，电荷间相互作 用力与两带电体电荷量乘积成正比。

03
库仑定律的应用
库仑定律在日常生活中的应用
01
02
03
静电现象
库仑定律可以解释静电现 象，如静电感应、静电屏 蔽等。
电场与电势
库仑定律与电场、电势的 概念密切相关，可以用来 计算电场强度和电势差。
电磁感应
在电磁感应现象中，库仑 定律可以用来解释电磁场 的相互作用和变化规律。
库仑定律在科学实验中的应用
总结词
等势面的概念
详细描述
在电场中，等势面是具有相同电势能的各点构成的曲面。 在等势面上移动电荷时，电场力不做功。
总结词
电势能与电势的关系
详细描述
在电场中，某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电 势能。因此，电势能与电势成正比，与电荷量成正比。
电容器的原理与应用
总结词
电容器的原理
详细描述
电容器是储存电荷的元件，其储存电荷的能力用电容表 示。一个电容器的电容是指其容纳电荷的本领，与电量 和电压无关。
01
静电实验是验证库仑定律的重要 手段之一，通过静电实验可以观 察到电荷之间的相互作用力，从 而验证库仑定律的正确性。
02
静电实验具有简单易行、效果明 显的特点，因此在高中物理实验 中常常被采用。
静电实验的原理
静电实验的原理基于库仑定律，即两 个点电荷之间的作用力与它们的电荷 量的乘积成正比，与它们之间的距离 的平方成反比。
库仑定律的公式
总结词
库仑定律的公式是F=k*q1*q2/r^2。
详细描述
库仑定律的公式表示两个点电荷之间的作用力F等于常数k与两个点电荷电量q1 和q2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。其中k是静电力常量。
库仑定律的适用范围