库仑定律ppt

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.

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

F
【典例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，每个电荷都是+2×10-6C，求它
们所受的库仑力？
6 2
12
(2 10 )
9
解：F1=F2=k 2 =9.0 10
2
q3
0.5

=0.144N
0
2F
cos30
F= 1
= F1
=0.144 N
方向：与F1成300
注意：①这种力又叫静电力或库仑力。
②q1、q2只带大小,不带正负。力方向由吸引、排斥确定
③电荷形状、大小、电荷分布影响可忽略时可看做点电荷。
④均匀带电球体看作点电荷时， 距离应为球心间的距离
思考2:两个靠近的带电球体，是否可以看作是集中在球心位
置的点电荷？ 距离持续靠近趋近于0，力会趋近于无穷大吗？
q2
F1
q1
F2
F
三、库伦力计算
1.库仑力是一种性质力，与重、弹、摩擦力地位等同。
2.库仑力合成、分解遵循平行四边形定则。
3.F1=F2时： θ=1200
θ=900
θ=600
F2
F2
F合
1200
F合= F1
F合=F1
F合= F1
F合= F1
F合
900
否具有相似的形式呢？是否也满
足“平方反比”的规律呢？最终
解决这一问题是法国科学家库仑。
新课引入:电荷之间相互作用力与那些相关因素呢？
法国学者库仑
(1736-1806)
英国学者卡文迪许
(1731～1810)
新课引入:电荷之间相互作用力与那些相关因素呢？
法国学者库仑

间的作用力为引力。
在国际单位制中，电荷量的单位是库仑(C)，力的单位是牛顿(N)，
距离的单位是米(m)。k的数值是
• 静电力计算
根据库仑定律，两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相
互作用力是 9.0×109N。差不多相当于一百万吨的物体所受的重力！可
见，库仑是一个非常大的电荷量单位，我们几乎不可能做到使相距1m
起当年一些研究者的注意，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。不过，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。最后确认：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。这个规律
叫作库仑定律（Coulomb’s law）。这种电荷之间的相互作用力叫作
静电力（electrostatic force）或库仑力。
➢ 类比在库仑定律的建立过程中发挥了
重要作用。类比会引起人们的联想，
产生创新。但是类比不是严格的推理，
不一定正确，由类比而提出的猜想是
否正确需要实践的检验。
那么，什么是点电荷呢?
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。改
变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可
以找到力F与距离r的关系，结果是力F与距离r的二次方
成反比，即
在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至
连电荷量的单位都没有。不过两个相同的金属小球，一个带电、一
q1和q2的乘积成正比，即
① 库仑最初的实验是用带电木髓小球进行的，并非金属小球。这个

现象：r变大，夹角变小；r变小，夹角变大 （2）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？ 现象：q变大，夹角变大；q变小，夹角变小 （3）电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
电荷之间的作用力随距离增大而减小，随电荷量的增大而增大
实验方法：控制变量法
小球受力 示意图
α T
F G tan
小球B
想一想：B球的作用是什么呢？
使A球在水平面内平衡
3、实验原理：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
4、实验方法：控制变量法
刻度盘与指针
细银丝
5、实验步骤：
探究F与r的关系：
(1)把另一个带电小球C插入容器并 使它靠近A时，记录扭转的角度可 以比较力的大小
(2)改变A和C之间的距离r，记录每 次悬丝扭转的角度，便可找出F与r 的关系
D + 2Q，在A右侧距A为3L/2处
FB
FA
FA>FB -4Q
FA FB
FA
FB
+Q FA=FB
题目要求使三个点电荷都处于平 衡状态，现在我们先让第三个电 荷平衡，看看应将它放在哪里？
此时，A、B不能保持平衡
同理可讨论负电荷也只能放在 +Q 的右侧，此时三者都平衡
例6. 光滑绝缘的水平地面上有相 距为L的点电荷A、B，带电量分 别为－4Q和+Q，今引入第三个 点电荷C，使三个点电荷都处于 平衡状态，则C的电量和放置的 位置是（ C ）
用于r=0的情况?
++ +
L=4r
+++
同种电荷电荷布在金属球外侧
+Q
+Q

3
7
)
25.(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
结论1：两同夹异
问题2：A和B、C电荷量的大小关系？
对C球：FBC FAC
qc
r1
q B qc
q A qc
k
k 2
2
( r1 r2 )
r1
q B ( r1 r2 )

2
qA
r1
qB q A
2
qA
FBC
C
FAC
qB
r2
FAB
B
FCB
两侧电荷量大，中间电荷量小
结论2：两大夹小
对B球：FAB FCB

将趋向于无穷大
C.所带电荷量分别为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
答案:D
2.两个分别带有电荷量-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，它们之间库仑力的大小为F。两小球相互
接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为( )
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，

电磁波产生机理
01
02
03
电磁感应
变化的磁场会在空间中激 发电场，从而产生电磁波 。
振荡电流
振荡电流在导线中产生交 变磁场，进而激发电磁波 。
天线辐射
天线上的交变电流产生电 磁场，以电磁波形式向外 辐射。
电磁波传播特性
电磁波传播速度
在真空中，电磁波传播速度等于光速。
电磁波频谱
根据频率和波长的不同，电磁波可分为无线电波、微波、 红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
库仑定律在电子显微镜成像中的应用
库仑定律可以解释电子在电磁透镜中的聚焦和成像过程，有助于优化电 子显微镜的成像效果和提高分辨率。
03
库仑定律在电子衍射中的应用
电子衍射是电子显微镜技术的重要组成部分，库仑定律为电子衍射现象
提供了理论解释，有助于分析样品的晶体结构和化学成分。
等离子体物理和核聚变研究
等离子体物理基础
VS
电势差与电场强度关系
电势差与电场强度之间存在一定的关系， 通过电势差可以计算电场强度的大小和方 向。
电荷分布与相互作用
电荷分布对电场影响
分析不同电荷分布对电场强度和电势差的影 响，如均匀带电球体、无限大带电平面等。
电荷间相互作用力
根据库仑定律，计算两个点电荷之间的相互 作用力，包括大小、方向和作用点。
库仑定律在天线设计中的应用
天线是无线通信的关键部分，其性能直接影响到通信质量。库仑定律为天线设计提供了指 导，如天线长度、形状等参数的选择。
电子显微镜技术
01 02
电子显微镜原理
电子显微镜利用电子束代替光束进行成像，具有更高的分辨率。库仑定 律描述了电子在电磁场中的运动规律，为电子显微镜技术的发展提供了 理论支持。

电场线的指向
电场线的指向表示电场强 度的方向，即正电荷受力 的方向。
电场强度与电势的关系
电势差与电场强度
在匀强电场中，电势差与 电场强度成正比，即 U=E*d。
电势与电场强度
在非匀强电场中，电势与 电场强度没有直接关系， 但沿电场线方向，电势逐 渐降低。
等势面
等势面是电势相等的点所 构成的曲面，在等势面上 移动电荷时，电场力不做 功。
电荷。
点电荷的场强
点电荷在空间中产生的电场强度与 该电荷的电量成正比，与距离的平 方成反比。
电场线
电场线是用来描述电场分布的假想 曲线，其方向与电场强度方向相同 。
电场线的概念
01
02
03
电场线的性质
电场线始于正电荷，终止 于负电荷，且不闭合。在 均匀电场中，电场线是等 距的直线。
电场线的疏密
电场线的疏密程度表示电 场强度的大小，越密集的 地方电场强度越大。
详细描述
在实验中，通过给定两个带电金属球的电量，测量电场力的大小，并观察电场力与电量之间的关系是否符合库仑 定律中的正比关系。
库仑定律的验证
库仑定律可以通过实验进行验证 。
著名的卡文迪许扭秤实验是验证 库仑定律的重要实验之一。
通过测量不同点电荷之间的相互 作用力，可以验证库仑定律的正
确性。
03 库仑定律的应用
电场强度的计算
总结词定律计算 电场中任意一点的电场强度。
物理库仑定律ppt课件
目录
Contents
• 库仑定律的概述 • 库仑定律的推导过程 • 库仑定律的应用 • 库仑定律的拓展 • 库仑定律的实验验证
01 库仑定律的概述
库仑定律的定义
总结词

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

电势差
定义
电势差是指电场中两点间的电势之差，也称为电压。
特点
电势差与零电势点的选择有关，但不影响两点间的相对电势差；沿着电场线方向，电势差 逐渐减小；在匀强电场中，两点间的距离越大，电势差越大。
应用
电势差是电路中电荷移动的动力，也是电能转化的原因。通过计算和测量电势差的大小和 方向，可以了解电路中的电流和电压分布情况，对于电力系统的设计和运行具有重要意义 。
电容器是电路中的重要元件，通过库仑定律可以计算电容器 的电容值。
详细描述
电容器的电容值与电极的相对面积、电极之间的距离以及介 电常数有关。根据库仑定律，当两个电极之间的距离很近时 ，它们之间的电场力很大，因此电容器的电容值也很大。
电场能量的计算
总结词
电场能量是库仑定律的另一个重要应 用，通过电场能量的大小，可以计算 出电场中的能量分布。
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
公式中的F表示两个点电荷之间的作用力，k是库仑常数，Q1和Q2是两个点电 荷的电荷量，r是它们之间的距离。
库仑定律的适用范围
总结词
库仑定律适用于真空中的静止点电荷 之间的相互作用。
详细描述
库仑定律不适用于运动电荷、非点电 荷以及有磁场的场合。在实际情况中 ，由于电荷的运动、物质的阻尼和磁 场的存在，作用力可能会有所变化。
电场能量的应用
总结词
库仑定律在电场能量方面的应用主要表现在计算电场能 量密度和电场力做功。
详细描述
电场能量密度与电场强度和电介质有关，而电场力做功 则与带电体在电场中的位移和电场强度有关。根据库仑 定律，带电体在电场中受到的力可以做正功也可以做负 功，这取决于带电体的运动方向与电场方向的夹角。这 一规律在计算和预测带电体在电场中的运动和能量转化 方面具有重要应用，例如在静电发电机、静电加速器和 离子束发生器等领域。

电量时，相互作用力为F2 , 则（ B ）
A．F1 = F2 C．F1 ＞ F2
B．F1 ＜F2 D．无法判断
库仑的实验
研究方法：控制变量法.
1.F与r有关
演示：
库仑扭秤1.avi
库仑扭秤3.avi
结论：保持两球上的电量不变，改变两球 之间的距离r，从实验结果中库仑得出静电 力与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
库仑的实验
2.F与q有关
演示：
库仑扭秤1.avi
库仑扭秤2.avi
结论：保持两球间的距离不变，改变两球 的即 F ∝q1q2
从例题可以看 出：电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.3×1039 倍.正因如此,以后在 研究带电微粒间相 互作用时,经常忽略 万有引力.
希望你将来会拥有选择的权利，选择有意义，有时间的工作，而不是被迫谋生。 尽管心很累 很疲倦 我却没有理由后退 或滞留在过去与未来之间
三千年读史，不外功名利禄；九万里悟道，终归诗酒田园。 这是一个最好的时代，这是一个最坏的时代这是一个智慧的年代，这是一个愚蠢的年代；这是一个光明 的季节，这是一个黑暗的季节；这是希望之春，这是失望之冬；人们面前应有尽有，人们面前一无所有；人们正踏上天堂之路，人们正走向地狱之门。 我有所感事， 结在深深肠。 你一定要“离开”才能开展你自己。所谓父母，就是那不断对着背影既欣喜又悲伤，想追回拥抱又不敢声张的人。 心之所向 素履以往 生如逆旅 一 个人的行走范围，就是他的世界。因为爱过，所以慈悲；因为懂得，所以宽容。 刻意去找的东西，往往是找不到的。天下万物的来和去，都有他的时间。 与善人 居，如入芝兰之室，久而自芳也；与恶人居，如入鲍鱼之肆，久而自臭也。 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。 回首向来萧瑟处，归去，也无风雨也无晴。 半生 闯荡，带来家业丰厚，儿孙满堂，行走一生的脚步，起点，终点，归根到底，都是家所在的地方，这是中国人秉持千年的信仰，朴素，但有力量。风吹不倒有根的 树我能承受多少磨难，就可以问老天要多少人生。心，若没有栖息的地方，到哪里都是流浪...如果有来生，要做一只鸟，飞越永恒，没有迷途的苦恼。东方有火红 的希望，南方有温暖的巢床，向西逐退残阳，向北唤醒芬芳。如果有来生，希望每次相遇，都能化为永恒。不乱于心，不困于情。不畏将来，不念过往。如此，安 好。 笑，全世界便与你同声笑，哭，你便独自哭。 一辈子，不说后悔，不诉离伤。上帝作证，我是真的想忘记，但上帝也知道，我是真的忘不了 如果其中一半是 百分百的话那就不是选择了而是正确答案了，一半一半，选哪一半都很困难，所以这才是选择。跟着你，在哪里，做什么，都好。眠。我倾尽一生，囚你无期。择 一人深爱，等一人终老。痴一人情深，留一世繁华。断一根琴弦，歌一曲离别。我背弃一切，共度朝夕。 人总是在接近幸福时倍感幸福，在幸福进行时却患得患失。 路过的已经路过，留下的且当珍惜 我相信，真正在乎我的人是不会被别人抢走的，无论是友情，还是爱情。我还是相信，星星会说话，石头会开花，穿过夏天的木 栅栏和冬天的风雪之后，你终会抵达！ 每一个不曾起舞的日子，都是对生命的辜负。 每个清晨都像一记响亮的耳光，提醒我，若不学会遗忘，就背负绝望。 那一 年夏天的雨,像天上的星星一样多,给我美丽的晴空,我们都有小小的伤口,把年轻的爱缝缝又补补,我会一直站在你左右,陪你到最后的最后。 如果一开始就知道是这样 的结局，我不知道自己是不是会那样的奋不顾身。 黄昏是一天最美丽的时刻，愿每一颗流浪的心，在一盏灯光下，得到永远的归宿。 因为有了因为，所以有了所

03
库仑定律的重要性
库仑定律是电磁学的基本定律之一，对于理解电荷之间的相互作用以及
电场、电势等概念具有重要意义。
对未来学习的建议与展望
学习建议
在学习库仑定律之后，建议进一步学习 电场、电势等概念，并掌握这些概念的 应用。
VS
学习展望
在学习电场、电势等概念之后，可以进一 步学习高斯定理、麦克斯韦方程等更高级 的电磁学知识。
关系。
实验结果与理论预测相符，证明 了库仑定律的正确性。
实验结果对于理解电场、电势等 概念具有重要的意义，也为后续
学习电磁场理论奠定了基础。
04
库仑定律在生活中的应用
Chapter
静电现象中的应用
摩擦起电
当两个物体互相摩擦时，由于不同物体对电子的束 缚能力不同，电子会从一个物体转移到另一个物体 ，从而使一个物体带正电，另一个物体带负电。这 种现象可以用库仑定律来解释。
探索新的理论
随着物理学的发展，可能会提出新的理论来解释电学现象， 从而更好地描述和预测实验结果。
实际应用中面临的挑战与问题
电学设备Байду номын сангаас稳定性
在实际应用中，电学设备可能会受到温度、湿度等环境因素的影响，从而影响其稳定性和准确性。
复杂电路的设计
在某些复杂电路中，可能难以准确地计算电流、电压等参数，这需要设计者具备更高的技术水平。
库仑定律的局限性
仅适用于点电荷
库仑定律仅适用于计算两个点电荷之 间的作用力，对于带电体有一定的形 状和大小的情况，该定律可能不适用 。
电场强度有限
库仑定律中的电场强度是有限的，对 于非常强的电场，该定律可能不适用 。
未来发展方向与趋势
发展更精确的实验设备