人教版高二物理必修第三册：库仑定律

两侧电荷量大，中间电荷量小
结论2：两大夹小
思考讨论：三球平衡,r1、r2与B、C的电量关系？
C qc r1 A qA r2 B qB
结论3：近小远大
四、三个自由电荷平衡的规律:
①三点共线、 ②两同夹异、 ③两大夹小、 ④近小远大。
2、库仑力方向：在两点电荷的连线上，同种电荷相斥，异种电荷相吸。 3、式中的k是比例系数，叫做静电常量。k＝9.0×109 N·m2 / C
思考讨论：有人根据 正确吗？
F
=
k
q1q2 r2
推出当r→0时，F→∞，你认为他的说法
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。
②探究F与q的关系
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、 一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小 球的作用力相等，因此，可以断定这两个小球接触后所带的电荷 量相等。这意味着，如果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。
库仑定律既可以计算库仑力的大小，还可以判断库仑力的方 向。当带电体带负电荷时，不必将负号代人公式中，只将电 荷量的绝对值代入公式算出力的大小，再依据同种电荷相互 排斥、异种电荷相互吸引来判断方向。
三、静电力的叠加原理
1、如果存在两个以上点电荷，那么，每个点电 荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力。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。
一、电荷之间作用力
1、库仑定律：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。

a b
Q Q
解析：本题中的带电圆环很显然不能当做点电荷，所以不能 直接应用库仑定律，但由于圆环的对称性，所以我们先来讨 论一个封闭的圆环的情况．
如图，在环上任取对称的两点(或两小段)P、Q，P对O处的负 电荷产生吸引力FP，同样Q对O处的电荷产生引力FQ，这两个 力大小相等，方向相反，合力为零，同理还可以取出其它对 称的点，也会得到相同的结论．而圆就可以看成无数这样对 称的点组成的．而如果圆上面有一段缺口ab，与缺口相对的 另一小段a′b′没有对称的段，a′b′对圆心处的负电荷产 生吸引力．
A．x＝－a
B．x＝a/3
C．x＝2a/3 D．x＝2a
解析：三个自由电荷平衡规律——两同夹异、两大夹小、
近小远大、三点共线，则负电荷q3一定放在PQ之间的某位
置，设q3到q1的距离是r1，到q2的距离是r2，根据平衡条件
得:
kq 1q3 r12
k q2 q3 r22
，根据几何关系得r1＋r2＝a，联立解
人教版物理必修三 第九章 静电场及其应用 第二节 库仑定律(2)
复习回顾 库仑定律: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。 适用于真空中静止的点电荷 K为静电力常量: K=9.0×109N·m2/C2
点电荷：当带电体间距离远大于电荷自身大小时，带电物体 的形状、大小、电荷分布情况对带电体之间的作用力的影响 可以忽略不计，这样的带电体叫做点电荷．
本题考查了库仑力与万有引力的区别．在库仑力作用下，带 电导体上的电荷分布会发生变化，而电荷分布的变化又会影 响带电体间的库仑力大小，最终电荷分布达到稳定时是一个 动态平衡的结果．
2.如图，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层 的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架座上，两球心 间的距离l是球半径的三倍，若使它们带上等量异种电荷，电

物体间静 电力大吗？
知识讲解
第 12 页
★★两个导体球，球心之间的距离为r，由于电荷间力的作用，
电荷在导体球上的分布如图所示，两球带同种电荷时F<
，
两球带异种电荷时，F >
。
知识讲解
四、静电力的计算
第 13 页
1.静电力的计算：静电力的大小计算和方向判断一般分开进行：
（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：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。
2.静电力的理解：库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力
地位等同。对带电体的受力分析，一定不要忘记画库仑力。库仑
力的合成与分解遵循平行四边形定则。库仑力遵守牛顿第三定律，
一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
知识讲解
四、静电力的计算
第 14 页
3. 多个点电荷的静电力叠加：
【例题】真空中有三个点电荷，它们固定在边长0.5m的等边三角形的三个 顶点上，每个点电荷的带电量都是 2×10-6 C,求它们各自所受的库仑力。
D．保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减 小到原来的1/4
知识讲解
课堂练习
第 18 页
【练习2】如图所示,直角三角形ABC中,∠B=30°,在A、B处的点
电荷所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的正点电荷所受静电力
B 方向平行于AB向左,则下列说法正确的是（
）
A.A处的点电荷带正电,QA∶QB=1∶8 B.A处的点电荷带负电,QA∶QB =1∶8 C.A处的点电荷带正电,QA∶QB =1∶4 D.A处的点电荷带负电,QA∶QB=1∶4

单独对这个电荷的作矢量用和力的__________。 • (3)两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而
____________。
有所改变
高 二 上 学 期 物理人 教版必 修第三 册课件 ： 9 .2 库仑定 律
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预习自测 『判一判』 (1)两电荷的带电量越大，它们间的静电力就越大。( × ) (2)两电荷的带电量一定时，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。( × ) (4)两点电荷之间的作用力是相互的，其方向相反，但电荷量大的对电 荷量小的电荷作用力大。( × ) (5)当两个电荷之间的距离 r→0 时，根据 F＝kqr1q2 2推出，两电荷之间 的库仑力 F→∞。( × )
决于带电体的形状
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探究 一
对点电荷的理解
情境导入
• “嫦娥四号”月球探测器发射升空过程中 由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果 这些静电没有及时导走，在研究月球上的 “嫦娥四号”与地球(地球带负电)的静电 力时，能否把“嫦娥四号”看成点电荷？ 为什么？
•知识点 1 电荷之间的作用力
• 1．库仑定律的内容：___真_空____中两个静止点电荷之间的相互