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库仑定律-高中物理

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库仑定律
我们知道电荷同性相吸异性相吸后，很自然就会思考电荷之间的作用力由什么因素决定？对于这个问题科学家库仑通过实验得出了一条重要定律。

库仑1736年出生于法国南部一个富豪之家，一生在科学领域、社会领域积极进取，都取得了很大的成就。

下面我们一起来探讨带电体之间的作用力与哪些因素有关。

我们先想办法对这问题进行分析，可以用一绝缘绳把带电小球悬挂起来，另找一个可移动位置和改变电量的带电体，我们来看实验演示。

实验演示很清晰说明带电体之间的作用力与电量有关，与间距有关，随间距增大而减小；随带电量的增大而增大！
接下来要定量地探究作用力与电量、间距的关系式怎么样？
我们先来看库仑当年用的方法，先来看库仑扭秤的构造，库仑扭秤关键的构造为三金属小球和金属丝悬挂的玻璃横杆，二小球在玻璃杆二端，一个用于带电另一用于平衡；还有一小球可带后放置于固定位置。

我们来看实验是如何操作的，使相互靠近的二球带上等量同种电荷，在静电力作用下玻璃杆发生偏转，用力缓慢旋转与悬丝连在一起的旋钮使玻璃棒回到原来位置，根据旋钮上指针相对刻度盘转过的角度可以确定二电荷排斥力的大小.多次成倍地改变两小球的带电或间距，就可以总结出作用力与电量、作用力与间距的关系，从而得出作用力的与电量间距的关系式！
用库仑扭秤法研究电荷之间的作用力需要知道金属悬丝扭力与扭转角之间的换算关系，比较复杂，有没有其它较简单方法来研究作用力与电量；作用力与间距之间的关系呢？我们来看这样一个装置，横杆可绕一轴无摩擦转动，杆的右端固定一个金属球，杆的左侧有一可移动的游码，以使杆可以保持水平，在横杆右端小球竖直上方放置一个能沿竖直滑轨移动的等大金属小球，两小球都不带电时杆左侧游码停在０刻度位置恰好能使横杆处于水平状态，二小球带上等量同种电荷时，相互排斥，横杆将向右倾斜，这时可以向左移动游码至合适位置使横杆重新水平静止。

由杠杆平衡条件知横杆静止时游码的位置能表示带电小球之间的相互作用力。

我们分二步做这个实验。

第一步：让二小球带上等量同种电荷后，使可上下移动的小球置于５cm刻度处，移动游码设法使横杆水平，我们发现游码在３格刻度处横杆恰好水平静止，再把竖直滑道上小球移到２.５cm 刻度处，需再移动游码，我们发现移至12格刻度时横杆又水平静止，以上过程就能说明二带电小球距离变为２分之一时它们之间的作用力变为原来的４倍，可见作用力与间距的平方成反比！第二步：把滑道上小球固定在２.５cm刻度处，用一不带电的相同金属小球与滑道上带电小球接触，由电荷分布的对称性可知滑道上小球电量变为原来的二分之一，我们发现需要将游码移到６格刻度处使横杆水平静止！就是说滑道上小球电量减为一半时二
球之间的作用力也减为一半，如果再把栋杆上小球的电量也减为原来一半呢，它们之间的作用力会不肢再减少一半呢？请大家看实验操作，我们发现横杆上游码需移至３格刻度才能使横杆水平！以上二个步骤很清晰地证明了带电小球之间的作用力与它们的电量成积成正比；与它们间距的平方成反比！
总结成一个公式可列为：Ｆ＝Ｋ*Ｑ１Ｑ２/r2,更精密的实验可测出系数Ｋ＝９*１09 N.m2/c2
同学们，我们最后总结一下，库仑定律可表述公式：Ｆ＝Ｋ*Ｑ１Ｑ２/r2
掌握好库仑定律后，请同学们可以再思考这样一个问题，大家有无发现，电荷作用力的公式与万有引力公式惊人的相似？库仑扭秤也与卡文迪许扭秤很相似，为什么？我们能思考这个问题，将给我们以后的学习带来不少帮助！。

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高中物理电学公式大全

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高中物理电学公式大全一、电场。

1. 库仑定律。

- 公式：F = k(Q_1Q_2)/(r^2)（k = 9.0×10^9N· m^2/C^2）- 适用条件：真空中的点电荷。

2. 电场强度。

- 定义式：E=(F)/(q)（q为试探电荷，F是试探电荷在电场中所受的力）- 点电荷的电场强度：E = k(Q)/(r^2)（Q为场源电荷）- 匀强电场：E=(U)/(d)（U为电场中两点间的电势差，d为沿电场方向的距离）3. 电势差。

- 定义式：U_AB=frac{W_AB}{q}（W_AB是电荷q从A点移动到B点电场力做的功）4. 电场力做功。

- W = qU（q为电荷电量，U为电势差）- 特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关。

5. 电势能。

- E_p = qφ（q为电荷电量，φ为电势）- 电场力做功与电势能变化关系：W_AB=E_pA-E_pB二、电路。

1. 欧姆定律。

- 部分电路欧姆定律：I=(U)/(R)（I为电流，U为电压，R为电阻）- 闭合电路欧姆定律：I=(E)/(R + r)（E为电源电动势，R为外电路电阻，r为电源内阻）- 路端电压：U = E - Ir2. 电阻定律。

- R=ρ(l)/(a)（ρ为电阻率，l为导体长度，a为导体横截面积）3. 焦耳定律。

- Q = I^2Rt（Q为电热，I为电流，R为电阻，t为时间）- 纯电阻电路（Q = W）：Q=UIt=frac{U^2}{R}t = I^2Rt- 非纯电阻电路（Q≠ W）：W = UIt，Q = I^2Rt，W>Q，P_总=UI，P_热=I^2R三、磁场。

1. 磁感应强度。

- 定义式：B=(F)/(IL)（F为通电导线在磁场中所受的安培力，I为电流强度，L为导线长度，B的方向为小磁针静止时N极所指方向）- 当B与I垂直时F = BIL；当B与I夹角为θ时F = BILsinθ2. 洛伦兹力。

- f = qvB（q为带电粒子电量，v为粒子速度，B为磁感应强度）- 当B与v垂直时；当B与v夹角为θ时f = qvBsinθ- 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动：qvB = mfrac{v^2}{r}，可得r=(mv)/(qB)，周期T=(2π m)/(qB)四、电磁感应。

高中物理人教必修三第9章第1节 库仑定律(课件)

高中物理人教必修三第9章第1节 库仑定律(课件)

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
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小球受力 示意图
α T
F G tan
结论：
F 偏角越大，
G
力越大
1.带电量越大，偏角越大，力越大；带电量越小，力越小。 2.距离越近，偏角越大，力越大； 距离越远，力越小。
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二、库仑的实验
A、等于
k
(2r
Q2 R)
2
B、大于
k
(2r
Q2 R)
2
C、小于
k
(2r
Q2 R)
2
D、等于
k
Q R2
2
+Q
-Q
R
+++
R
---
+Q
-Q
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四.静电力计算
根据库仑定律，两个电荷量为 1 C 的点电荷在真空中相距 1 m 时，相互作用力是 9.0×109 N。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 1 m 的两个物体都带 1 C 的电荷量.
通常，一把梳子和衣袖摩擦后 所带的电荷量不到百万分之一库 仑，但天空中发生闪电之前，巨 大的云层中积累的电荷量可达几 百库仑.
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例2：氢原子中电子绕核旋转，质子质量 mp = 1.6710-27 kg , 电子质量 me= 9.1110-31 kg , 在氢原子中它们之间的最短距离 为5.3 10-10 m。试求电子与质子间的库仑力Fe与万有引力F引 之比。
想一想：两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？适
高二物理电学基础知识点

高二物理电学基础知识点

高二物理电学基础知识点电学是一门基础的物理知识，今天小编给大家整理了一下高中物理知识点高二物理电学基础知识点，希望能对同学们的物理学习有所帮助。

高二物理电学基础知识点一、电场基本规律1、库仑定律(1)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，与它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

(2)表达式：k=9.0×109N?m2/C2——静电力常量(3)适用条件：真空中静止的点电荷。

2、电荷守恒定律：电荷守恒电荷既不会创生，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。

(1)三种带电方式：摩擦起电，感应起电，接触起电。

(2)元电荷：最小的带电单元，任何带电体的带电量都是元电荷的整数倍，e=1.6×10-19C——密立根测得e的值。

二、电场能的性质1、电场能的基本性质：电荷在电场中移动，电场力要对电荷做功。

2、电势φ(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能Ep与电荷量的比值。

(2)定义式：φ——单位：伏(V)——带正负号计算(3)特点：○电势具有相对性，相对参考点而言。

但电势之差与参考点的选择无关。

○电势一个标量，但是它有正负，正负只表示该点电势比参考点电势高，还是低。

○电势的大小由电场本身决定，与Ep和q无关。

○电势在数值上等于单位正电荷由该点移动到零势点时电场力所做的功。

(4)电势高低的判断方法○根据电场线判断：沿着电场线电势降低。

φA>φB○根据电势能判断：正电荷：电势能大，电势高;电势能小，电势低。

负电荷：电势能大，电势低;电势能小，电势高。

结论：只在电场力作用下，静止的电荷从电势能高的地方向电势能低的地方运动。

3、电势能Ep(1)定义：电荷在电场中，由于电场和电荷间的相互作用，由位置决定的能量。

电荷在某点的电势能等于电场力把电荷从该点移动到零势能位置时所做的功。

高中物理选修3-1-库仑定律

高中物理选修3-1-库仑定律

库仑定律知识集结知识元库仑定律知识讲解一、内容：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上．二、表达式：F=k，式中k表示静电力常量，k=9.0×109N∙m2/C2．三、库仑定律适用条件1．库仑定律只适用于真空中的静止点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律．2．当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷．但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞．其实在这样的条件下，两个带电体已经不能再看做点电荷了．3．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离．4．对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．四、应用库仑定律需要注意的几个问题1．库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．2．库仑定律的应用方法：库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理．注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力．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，也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零．例题精讲库仑定律例1.'一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B，由于受到固定的带电小球A的作用，静止在如图所示的位置，丝线与竖直方向夹角为θ，A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。

已知B 球的质量为m，带电荷量为q，静电力常量为k，A、B两球均可视为点电荷，整个装置处于真空中。