1.2 库仑定律 课件 (共22张PPT) 2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第三册

(共22张PPT)
第2节 库仑定律
第一章 静电力与电场强度
学习目标
1.知道点电荷的概念及带电体看作点电荷的条件。
2.通过实验探究电荷间的相互作用力。理解库仑定律的含义及其公式表达，会用库仑定律的公式进行有关的计算。
3.知道静电场的叠加原理，进一步强化矢量观念。
气球没有接触筒，为什么筒却滚动起来了？
1.静电力：电荷间的相互作用力称为静电力。
一
点电荷
2.点电荷：当带电体本身的大小比它与其他带电体之间的距离小得多，以至于其形状、大小以及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用力的影响可忽略时，这样的带电体称为点电荷。
3.实际带电体看作点电荷的条件
取决于研究的问题和精度要求。在测量精度要求范围内，带电体的形状、大小等因素可忽略，可视为点电荷。
4.点电荷是理想模型
任何带电体都有大小和形状，真正的点电荷是不存在的。点电荷是一个理想模型。在中学物理中，如果未特别指出带电体的形状、大小等，通常都把此带电体视为点电荷。
(1)电荷量很小的带电体就是点电荷。(　　)
(2)一个电子，不论在何种情况下，都可以看成点电荷。(　　)
(3)只要是球形带电体，无论球多大，都能看作点电荷。(　　)
(4)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷。(　　)
×
×
×
√
让带电物体靠近悬挂在丝线的带电小球，观察在不同距离时小球偏转角度。
探究影响电荷间相互作用力的因素
使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，观察小球的偏角的变化关系。
两电荷间的静电力
二
结论：
影响电荷间的相互作用的因素有电荷量的多少和电荷之间距离的长短。
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。
1.库仑定律
公式：
内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小，与它们的电荷量q1、q2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿它们的连线，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。
F=k
①条件： 真空中、静止电荷
②大小：与电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。
③方向：它们的连线上（同种电荷沿连线向内，异种电荷沿连线向外）。
对库仑定律的理解
k是一个常量，叫做静电力常量。
④对公式的认识：
k=
F=k
若两个半径为R的带同种电荷球体，带电荷量均为Q，球心相距为r＝3R，
则两球间的静电力是F＝ ，正确吗？为什么？
不正确。两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看作点电荷，此时必须考虑电荷在球上的实际分布。
+Q
+Q
r
+
+
+
+
+
+
+Q
-Q
r
-
-
-
+
+
+
库仑定律与万有引力的比较
万有引力定律 库仑定律
不同点 只有引力 既有引力又有斥力
天体间表现明显 微观带电粒子间表现明显
都是场力 万有引力场 电场
公式
条件 两质点之间 两点电荷之间
F=
F=k
1.关于库仑定律，下列说法正确的是（ ）
A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体
B.根据F＝ ，当两个带电体间的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大
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
D
2.大小相同的两个金属小球A、B带有同种电荷，A球所带电荷量是B球的4倍。将它们固定在两个绝缘支架上相隔一定距离时(此时A、B可视为点电荷)，两球间的库仑力大小为F。现在用另一个跟它们相同的不带电金属小球C，先后与A、B两个小球接触后再将C移到远处，这时A、B两球间的库仑力大小变为（ ）
D
如果存在两个以上电荷，那么每个电荷都要受到其它所有电荷对它的作用力。因此，两个或两个以上电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和（遵循平行四边形定则）。
2.静电场的叠加原理
（1）对于三个或三个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受库仑力，等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和；
（2）电荷间的单独作用符合库仑定律，求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则。
规律方法
例题：真空中有三个点电荷，固定在一等边三角形的三个顶点，三角形的边长l= 50 cm。已知q1= 3.0×10-6C，q2=-3.0×10-6C，q3=-5.0×10-6C，求q3所受的静电力。
如图所示，q3受到q1的吸引力F1，受到q2的排斥力F2，q3所受静电力F等于这两个力的合力。由于F1、F2 大小相等，其合力F的方向与 q1、q2 的连线平行。
解：因q1与q2所带电荷量大小相等，与q3的距离也相等，有
F= 2 F1 cos 60°
= 2× 0.54 × 0.5 N
= 0.54 N
所以，q3所受静电力的大小为0.54 N，方向与q1、q2 的连线平行并指向右方。
如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，A、B处点电荷所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（ ）
A.A处点电荷带正电，QA∶QB=1∶8
B.A处点电荷带负电，QA∶QB=1∶8
C.A处点电荷带正电，QA∶QB=1∶4
D.A处点电荷带负电，QA∶QB=1∶4
B
真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10C，求它们所受的库仑力。
解析：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：
根据平行四边形定则，合力是：
合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。
F1
F2
F
q1
q2
q3
+
+
F1 F2 kN 0.144N
F 2F1cos30 0.25N
+
库仑扭秤实验
悬丝
带电小球
平衡小球
平面镜
带电小球
伟大之处：两次放大微小力
刻度
库仑定律
点电荷
点电荷的定义
条件
两点电荷间的静电力
库仑定律
静电力叠加原理