9.2库仑定律 课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（19张PPT）

库仑定律
点电荷特 点
无大小
无形状
只有
电荷量
带电体很小就可以看成点电荷（ ）
带电体很大就不可以看成点电荷（ ）
什么情况下，带电体可以看成点电荷呢？
点电荷
条件：带电体的形状、大小对研究问题的影响可以忽略时，带电体可以看成点电荷。
距离
很近
—
+
+
+
+
+
+
+
带电圆盘距电子很远时
—
+
+
+
+
+
+
+
距离很远
带电圆盘距电子很近时
带电圆盘可视为点电荷
带电圆盘不可视为点电荷
分析带电圆盘对电子作用力时：
点电荷
（1）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。
（3）方向：在点电荷的连线上，同性相斥，异性相吸。
（2）大小：????=????????1????2????2
?
（4）适用条件：①在真空中 ②点电荷。
库仑定律
（5）通过库仑扭秤测得，在国际单位制中，静电力常量：
????=9.0×109N?m2/C2
?
库仑扭秤
库仑定律
真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2×10-6C，求它们各自所受库仑力。
每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，情况相同，只求一个点电荷即可。
+????
?
+????
?
+????
?
右电荷受到F1、F2两个力的作用，三个点电荷电量都相等，且间距相等，所以
根据平行四边形定则，合力是
F =2 F1 cos30°≈0.25N
合力的方向沿AB连线的中垂线向右
例 题
F1 = F2 = ????????2????2 =0.144N
?
三个点电荷的平衡问题
平衡条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的库仑力的合力为零。
1.位置关系：
三者共线
q1
q2
q3
2.电性关系：
q1与q3同性
q3与q2异性
q1与q2异性
两同夹异
q2
F1
F2
q1
F1
F2
q3
F1
F2
平衡条件
3.电量关系：
q1
q2
q3
r1
r2
r
对q1：
????????1????2????12=????????1????3????2
?
????1????=????2????3
?
对q3：
????????1????3????2=????????2????3????22
?
????2????=????2????1
?
????2?
????2?
两大夹小！
①
②
????1????2=????1????3
?
近小远大！
①
②
÷
电量关系
(1)三个点电荷共线。
(2)三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力。
(3)任意一个点电荷受到其他两个点电荷的库仑力大小相等，方向相反，为一对平衡力。
模型构建
q1
q2
q3
r1
r2
r
(1)“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上。
(2)“两同夹异”——正负电荷相互间隔。
(3)“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小。
(4)“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
模型规律
q1
q2
q3
r1
r2
r
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”的原则，所以选项C正确．
如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电-9Q.现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为 (　　)
A．正　B的右边0.4 m处 　　B．正　B的左边0.2 m处
C．负　A的左边0.2 m处 　　D．负　A的右边0.2 m处
C
+Q
-9Q
+
-
例 题
两球接触后分开
库仑力的计算
两个完全相同的带电导体，接触后再分开，二者将原来所带电量的总和平均分配。
接触后
再分开
+Q
+Q
接触后
再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
Q
Q
12
?
12
?
电荷分配
两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( )
A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7
设两小球的电量分别为q与7q,则原来相距r时的相互作用力为F=7 kq2 /r2 。
例 题
由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分两种情况.
讨 论
两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( )
A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7
解 析
(1)两球电性相同．
相互接触时两球电量平分，每球带电量为4q ，则
F1=16????????2????2 =167F
?
q
7q
4q
4q
CD
两小球完全相同
-q
7q
3q
3q
(2)两球电性不同．
相互接触时电荷先中和再平分，每球带电量3q, 则
F2= 9????????2????2 =97F
?
两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( )
A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7
总 结
1、两个完全相同的小球，接触后会平分总电量.
2、在没有说明带电体电性时，往往要分类讨论.
两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( )
A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7
再见