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人教版高中物理必修3第9章第2节库仑定律课件(共33张PPT)

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人教版高中物理必修第三册第九章9.2库伦定律课件(共21张PPT)

人教版高中物理必修第三册第九章9.2库伦定律课件(共21张PPT)
F电 2.31039 F引
电子和质子的静 电引力远大于它
们间万有引力。
研究带电微粒间 相互作用时，经 常忽略万有引力.
库仑定律
使用心得
1.电荷量用绝对值代入，不要带+、-号 2. 库仑力的方向：在它们的连线上。
同种电荷 异种电荷
3.力的作用有相互性，q1、q2可不等，F、F’必相等 4.典型实例: 带电球体、空心带电球壳等
q2
F1
F 2F2 cos30
3K
q2 L2
合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外.
知识小结
1、内容： 真空中两个点电荷之间的相互作用力,跟它们
的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次
方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
F k q1q 2
2、公式：
r2
k=9.0×109N·m2/C2
3、适用条件：⑴ 真空（空气中近似成立）
使得r不变：科学家们通过实验验证当物体电荷量越 大，物体受到的库仑力就越大。
探究影响电荷间相互作用力的因素
+Q +q
带电量相同，
带电小球偏转 角不同 ,可见其 受力大小不同。
使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 物体受到的库仑力就越小。
探究影响电荷间相互作用力的因素
60×10-19C的电量叫元电荷。 探究影响电荷间相互作用力的因素 电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力。 60×10-19C．在氢原子内它们之间的最短距离是5.
结论：保持两球间的距离不变， 仑绝力缘。 细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a；
探库究仑影 力响与电万荷有间引相力互的作比用值力为的因素 例电1子试和比质较子电的子静和电质引子力间远的大静于电它引们力间和万万有有引引力力。．已知电子的质量m1=9.

物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共40张ppt)

物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共40张ppt)

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

物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共36张ppt)

物理人教版(2019)必修第三册9.2库仑定律(共36张ppt)

解：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相
等。所以，先把球 A 和球 B 接触后分开，此时球 B 带电 q/2；再把
球 B 和球 C 接触后分开，则球 B、球 C 分别带电 q/4；最后，球 B
再次与球 A 接触后分开，球 B 带电
qB＝
q q
+
2 4
3q
＝
2
8
跟踪训练
7．在边长为 a 的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为
绝对值为k,则 ( D
A.a、b的电荷同号,
)
k
16
9
B.a、b的电荷异号,
k
16
9
C.a、b的电荷同号,
k
64
27
D.a、b的电荷异号,
k
64
27
跟踪训练
6．有三个完全相同的金属球，球 A 带的电荷量为 q，球 B 和
球 C 均不带电。现在要使球 B 带的电荷量为
3q
，应该怎么操作？
8
跟踪训练
A．16：9：144
B．（-16）：9：（-144）
C．（-16）：9：（-81）
D．16：9：81
跟踪训练
5.(2018·全国卷I)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的
距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的
合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的
和万有引力
（1）相同点
(1)两种力都与距离的二次方成反比
(2)两种力都与有关的物理量的乘积成正比.
(3)两种力的方向都在两物体的连线上.
三、库伦定律
（2）不同点
(1)描述了两种作用(性质不同).

人教版高中物理必修3第9章第2节库仑定律课件(共33页)

人教版高中物理必修3第9章第2节库仑定律课件(共33页)

人教版高中物理必修3第9章第2节库仑 定律课 件(共3 3页)
新知讲解
（3）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）。通过实验测定 k 的数值是
k＝9.0×109 N·m2 / C
思考讨论：有人根据
F
=
k
q1q2 r2
推出当r→0时，F→∞，你认为他
的说法正确吗？
3.点电荷 (1)当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的 形状、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，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
新知讲解
(2)点电荷是理想化的物理模型 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。 (3)点电荷只具有相对意义 点电荷是一个相对的概念，一个带电体能否看作点电荷，是相对于 具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。 从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为 点电荷。
实验结论：通过上面的实验可以看到 ，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。
新知讲解
思考：电荷之间的作用力会不会与万有引力
F
=
G
m1m2 r2
具有相似的
形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力， 会不会与它们电荷量
的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？
卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。 定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。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。 库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。
②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2， 记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。

人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 2 库仑定律

人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 2 库仑定律
②有引力、斥力
②只有引力
③作用很强,是短程力 ③作用很弱,具有宏观性
①都与距离的二次方成反比,都与相关物理量的乘积
成正比
②力的方向都在两物体的连线上
原子结构模型的示意图如图所示。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
D正确。
规律方法
带电体看作点电荷的条件 (1)带电体能否看作点电荷,不取
决于带电体的大小,而取决于带电体的大小、形状与带电体
间距离相比能否忽略。(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。
学以致用
1.(多选)下列说法正确的是(
)
A.点电荷是一种理想化模型,真正的点电荷是不存在的
B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
C.两电荷量分别为q1、q2的球体间的作用力在任何情况下

都可用公式F=k 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的问题的影响是否可以忽略不计
答案:AD
解析:点电荷是一种理想化模型,一个带电体能否看成点电
子,大小可以忽略,可以看作点电荷。电子离圆盘面只有1 mm
时,10 cm的带电圆盘相对于它们之间的距离大小不能忽略,不
能看作点电荷。
典例剖析
【例1】 (多选)下列关于点电荷的说法正确的是(
)
A.两个带电体无论多大,只要它们之间的距离远大于它们的大
小,这两个带电体就可以看作点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作
D.a、b同号,且qb=2qa

高二上学期物理人教版(2019)必修第三册PPT_9.2库仑定律PPT精品课件

高二上学期物理人教版(2019)必修第三册PPT_9.2库仑定律PPT精品课件

于本身的大小时，带电体的形状和大小可以忽略不计，带电体
可以视为点电荷．
4．注意问题
(1)两个均匀的带电金属球相距较远时，可以看成点电荷，
计算库仑力时，二者的作用距离就是球心间的距离r.
(2) 两个均匀的带电金属球相距较近时，不能看成点电荷，
若带同种电荷，由于排斥而距离变大，此时F<k
q1q2 r2
；若带异种
（教学提纲）2020-2021学年高二上学 期物理 人教版 （2019 ）必修 第三册 获奖课 件：9. 2库仑 定律获 奖课件[ 1]（免 费下载 ）
7.如图所示，直径为L的光滑绝缘半圆环固
定在竖直平面内，电荷量为q1、q2的两个正点 电荷分别置于半圆环的两个端点A、B处，半圆环上穿着一带正
电的小球(可视为点电荷)，小球静止时位于P点，PA与AB间的
解析 要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹 异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左 侧，带负电．设在A左侧距A x处，由于处于平衡状态，所以 kQx2q＝（0k.q4＋·9Qx）2，解得x＝0.2 m，C项正确．
（教学提纲）2020-2021学年高二上学 期物理 人教版 （2019 ）必修 第三册 获奖课 件：9. 2库仑 定律获 奖课件[ 1]（免 费下载 ）
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新知讲解
二、库仑的实验 1.库仑的实验
实验装置 库仑的实验装置：库仑扭秤 器材组成 细银丝、绝缘架、带电的金属小 球A和C、不带电的小球B
刻度盘与 指针
细银丝
带电小 球C
平衡 小球B
带电小 球A
库仑扭秤
新知讲解
实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度 来比较力的大小。 实验方法：控制变量法 实验步骤（1）探究F与r的关系 ①装置如图：细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的 一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平 衡，悬丝处于自然状态。
新知讲解
1.库仑定律内容 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。这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力 叫作静电力或库仑力。 2.适用条件 严格说，这个定律只适用于真空中的两个静止的点电荷。
新知讲解
说明：实际上对空气中两个静止点电荷，或运动速度不大的两个点 电荷也可以用库仑定律它们的静电力。
新知讲解
实验结论
（1）保持A、C电量不变时，F与距离r的二次方成反比 F∝1/r2
（2）保持A、C之间距离不变时，F与 q1、q2 的乘积成正比 F∝ q1q2
综合上述实验结论，可以得到如下关系式：
2.库仑定律的表达式：
F
=
k
q1q2 r2
F
=
k
q1q2 r2
（1）式中的k是比例系数，叫做静电常量。
C．随着电荷间距离的增大而减小
D．与电荷间距离的平方成反比
课堂练习
5. 如图所示，O是一个放置在绝缘支架上的带电小球，P是用绝缘 丝线悬挂的另一带电小球。由于它们之间存在相互作用，P静止时 悬线与竖直方向成一夹角：现将带电小球O向右移动少许，使O、 P间距离减小，当小球P再次静止时，与原来状态比较，悬线与竖 直方向的夹角（ A ） A．增大 B．减小 C．没有变化 D．如何变化不能确定
q3 +
F2
F1 F
一个点电荷所受的静电力
新知讲解
解:根据库仑定律，点电荷 q3 共受到 F1 和 F2 两个力的作用。其中 q1 ＝ q2 ＝ q3 ＝ q 每两个点电荷之间的距离 r 都相同，所以
F1
= F2
=k
q2 r2
=
9.0 ×109 ×（2.0 ×10-6）2 0.52
N = 0.144N
课堂总结
1.库仑定律的表达式
F
=
k
q1q2 r2
（1）式中的k是比例系数，叫做静电常量。k＝9.0×109 N·m2 / C
（2）方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸
2.适用条件 ：适用于真空中的两个静止的点电荷。
3.静电力的叠加原理
（1）两个点电荷之间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。
新知讲解
（2）探究F与q的关系
①使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触， 前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷 量q分为 q2，q4，q8 ······
②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2， 记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。
新知讲解
2.固定的A、B两个点电荷都带负电，相距10cm，今将第三个点电 荷C放在A、B之间连线上距A为2cm，C恰好处于静止状态，则A、 B两点电荷电量之比QA:QB =__1_:_1_6_。 3.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把 它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来 的( C ) A．7倍 B．8倍 C．9倍 D．10倍
•库仑定律
新知讲解
一、电荷之间的作用力 演示实验 探究影响电荷间相互作用力的因素
实验器材：带正电的带电体A、丝线、带正电的小球、铁架台
实验步骤：（1）带正电的带电体
A置于铁架台旁，把系在丝线上带
正电的小球先后挂在P1 、P2 、P3
+
等位置。
新知讲解
（2）带电体A与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ （3）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？ 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
电量大小为Q的金属小球1连接，另一带正电、带电量也为Q的金属小球2固定
在绝缘水平面上。平衡后，轻杆与水平面夹角为30°，小球1、2间的连线与水
平面间的夹角也为30°．则关于小球1的说法正确的是（已知静电力常量为k）
（A ） 1
A．小球1带正电，重力为Kq2/L2
B．小球1带负电，重力为Kq2/L2 C．小球1带正电，重力为Kq2/3L2
F
=
k
q1q2 r2
新知讲解
解：根据库仑定律，它们之间的静电力
F库
=k
q1q2 r2
=
9.0
×1
09
（1.6 ×
×10-19）×（1.6 ×1 （5.3 ×10-11）2
0-1
9） N
= 8.2 ×10-8 N
根据万有引力定律，它们之间的万有引力
F引
=
G
m1m2 r2
新知讲解
=
6.7
×1
0-1
1
3.点电荷 (1)当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的 形状、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，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。
新知讲解
(2)点电荷是理想化的物理模型 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。 (3)点电荷只具有相对意义 点电荷是一个相对的概念，一个带电体能否看作点电荷，是相对于 具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。 从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为 点电荷。
（1.6 ×
7×1 0-27）×（9.1 ×1 （5.3 ×10-11）2
0-3
1） N
= 3.6 ×10-47N
F库 = 2.3 ×1039 F引
氢原子核与电子之间的静电力是万有引力的 2.3×1039 倍。可见，微
观粒子间的万有引力远小于库仑力。因此，在研究微观带电粒子的
相互作用时，可以把万有引力忽略。
30°
30° 2
D．小球1带负电，重力为Kq2/3L2
拓展提高
3.两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，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（BD ） A．7/5 F B．4/5 F C．11/5 F D．9/5 F
参考答案：从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析，这种 看法是错误的。因为当r→0时，两带电体已不能看作点电荷，库仑定 律及其公式也就不再适用了。
新知讲解
三、静电力计算
库仑是一个非常大的电荷量单位根据库仑定律
ห้องสมุดไป่ตู้
F
=
k
q1q2 r2
，两
个电荷量为 1 C 的点电荷在真空中相距1m 时，相互作用力是
q1q2 r2
（1）式中的k是比例系数，叫做静电常量。k＝9.0×109 N·m2 / C
实验结论：通过上面的实验可以看到 ，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。
新知讲解
思考：电荷之间的作用力会不会与万有引力
F
=
G
m1m2 r2
具有相似的
形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力， 会不会与它们电荷量
的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？
卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。 定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。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。 库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。
新知讲解
【例题2】真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为 50 cm
的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是 2.0×10 -6 C，
求它们各自所受的静电力。
q1
+
分析：根据题意作图。每个点电荷都
受到其他两个点电荷的斥力，因此， 只要求出一个点电荷（例如 q3 ）所 受的力即可。
q2 +
（2）两个或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
独对这个点电荷的作用力的矢量和。
板书设计
一、电荷之间的作用力 1.库仑定律内容 2.适用条件 严格说，这个定律只适用于真空中的两个静止的点电荷。 3.点电荷 二、库仑的实验 1.实验方法：控制变量法
板书设计
2.库仑定律的表达式
F
=
k
新知讲解
4．某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验
:M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1
、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小，这个实验结果
说明电荷之间的作用力（ C ） A．随着电荷量的增大而增大 B．与两电荷量的乘积成正比
P1 P2 P3 M
根据平行四边形定则可得
F ＝ 2F1cos 30°＝ 0.25 N
新知讲解
点电荷 q3 所受的合力 F 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的大小相等，数值均为 0.25 N，方 向均沿另外两个点电荷连线的垂直平分线向外。
课堂练习
1.“点电荷”是指__当__带__电__体__本__身__的__大__小__和__形__状__对__带__电__体__间__的__作__用__力__ _影__响__可__忽__略__不__计__时___是一种理想化模型。库仑定律是电磁学的基本定 律之一，可表述为：真空中两个静止_点__电__荷___之间的相互作用力，跟 它们电荷量的乘积成_正___比，跟它们距离的二次方成__反___比，作用 力的方向在它们的__连_线_____上。