鲁科版高中物理选修3-1：《静电力库仑定律》课件-新版
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1.2 库仑定律 课件 (共18张PPT) 高一物理鲁科版(2019)必修三
练习
4.如图所示，在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同 种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个点电荷受到其他三个点电荷 的静电力的合力是多少？(静电力常量为k)
答案
(21＋
q2 2)ka2
库仑定律
点电荷
两点电荷间 的静电力
点电荷的定义 条件
库仑定律 静电力叠加原理
悬丝
平衡小球 带电小球
刻度
伟大之处：两次放大微小力
库仑定律
(1)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、Q方向沿着它们的连线，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 (2)公式：F＝ kQr1Q2 ，2 式中k＝9.0×109 N·m2/C2，称为静电力常量。
静电力叠加原理
对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于 其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
思考与讨论
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＝kQr22，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。
辨析
(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。( √ )
观察与思考
探究影响电荷间相互作用的因素
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
练习
2.(2023·福建省泉州市德化第一中学高二开学考)大小相同的两个金属小
2018-2019学年鲁科版3-1静电力库仑定律课件(35张)
2.库仑定律 真空中两个点电荷之间的相互作用力 F 的大小,跟它们的④ 电荷量 Q1、Q2 的乘积成正比,跟它们的⑤离 r 的二次方成反比;作 用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥,异种电荷相吸。上 述结论可表述为⑥ ,式中 k 是一个常量。这个规律叫作 库仑定律。 电荷间的相互作用力通常叫作⑦库仑力或⑧静电力。实验表 明,对于两个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的总的静电 力,等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的⑨矢 量和。这个结论通常叫作静电力叠加原理。
①距离 ②几何点 ③小得多 ④电荷量 Q1、Q2 的乘积 ⑤距离 r 的二次方 ⑥F=k
荷量多少
������1 ������2 ������ 2
⑦库仑力 ⑧静电力 ⑨矢量和个带绝缘底座的金属球 A 和 B 相距一定距离,A 带 +Q 电荷,B 带+q 电荷,它们之间的相互作用力为 F,若保持球 A 的 带电荷量不变,而使 B 球带-q 电荷,则它们之间的相互吸引力为 F',则( )。 A.F'=F B.F'>F C.F'< F D.无法比较二者的大小
问题:联系课本“实验与探究”相关内容以及上述情景回答: 根据你观察到的现象,可以得到什么结论?
解答:得到如下结论:两者距离不变时,带电荷量越大,它们 之间的作用力越大;两者带电荷量不变时,它们之间的距离越大, 作用力越小。 知识链接:定性地研究只能直观地认识到静电力跟电荷量以 及带电体之间的距离有关。
解答:(1)库仑定律的适用条件是真空中静止的点电荷 ,真空、 静止、点电荷这三个条件缺一不可,当带电体不能视为点电荷时, 库仑定律则不成立。 (2)在上述情境中, r→0 时两电荷不能看成点电荷,库仑定律 不再适用; r→∞时两电荷之间的库仑力 F→0。所以 A、C 两项正 确。 知识链接:利用库仑定律计算时,电荷的符号可以不要代入 公式中,库仑力方向可单独判断。
物理选修31第一章第二节静电力库仑定律ppt课件
（1）F的大小？ （F=27Kq2/L2）
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A B CF
+-+
6q -3q QC
C带正电， 电量为6q
7、光滑水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
5、如图A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？
答案（１）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ／５处，
Ｃ电荷正负都可以，电量大小任意）
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电
r
4、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点，角B为30度，现在A、B两点放置电荷 qAAB, 平q行B,,向测左得，在则C点A带处_正负_点__电电荷，受静电力方向与
qA： qB=__１__：_８____
C FC
A
B
含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
⑵点电荷
（3）均匀带电球体，可以将电荷 集中在球心计算。
三：静电力与万有引力的比较
课本13页例题
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件 都是不接触力，且与距离的二次方成反比
２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是 引力，也可以是斥力 ３、在求静电力时，万有引力可以忽略
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
A B CF
+-+
6q -3q QC
C带正电， 电量为6q
7、光滑水平面有A、B两个带电小球，A 的质量是B的质量的2倍，将两球由静 止释放，初始A的加速度为a,经过一段 时间后，B的加速度也为a，速度大小
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
5、如图A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C， 才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电 量q有无要求？
答案（１）应放在ＡＢ的连线上距离Ａ右侧３ｒ／５处，
Ｃ电荷正负都可以，电量大小任意）
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电
r
4、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点，角B为30度，现在A、B两点放置电荷 qAAB, 平q行B,,向测左得，在则C点A带处_正负_点__电电荷，受静电力方向与
qA： qB=__１__：_８____
C FC
A
B
含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
⑵点电荷
（3）均匀带电球体，可以将电荷 集中在球心计算。
三：静电力与万有引力的比较
课本13页例题
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件 都是不接触力，且与距离的二次方成反比
２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是 引力，也可以是斥力 ３、在求静电力时，万有引力可以忽略
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1.2 静电力 库仑定律 课件1(鲁科版选修3-1)
图4
答案
－2 m/s2
解析 设 a0＝1 m/s2，由牛顿第二定律， 对 a 球有 Fba＋Fca＝－ma0， ① 对 c 球有 Fac＋Fbc＝3ma0， ② Fca 和 Fac 为一对作用力和反作用力，即 Fca＝－Fac 同理－Fba＝Fab，Fcb＝－Fbc. 由①②得 Fba＋Fbc＝2ma0，Fab＋Fcb＝－2ma0＝mab， 即 ab＝－2 m/s2，方向向左.
答案
q2 (1)C 球带负电，电荷量为 2q (2)3 3k 2 r
针对训练 如图 4 所示，在光滑绝缘水平面上固定着 质量相等的三个带电小球 a、b、c，三球在一条直 线上．取向右为正方向，若释放 a 球，a 球的初始 加速度为－1 m/s2；若释放 c 球，c 球的初始加速度 为 3 m/s2，则释放 b 球时，b 球的初始加速度为多 少？
图1
(1)在它们的连线 AB 的中点 O 放入正点电荷 Q，求 Q 受的静电力． (2)在 O 点放入负点电荷 Q，求 Q 受的静电力． (3)在连线上 A 点左侧的 C 点放上负点电荷 q3，q3＝1 C 且 AC＝1 m，求 q3 所受的静电力．
解析 (1)在 A、 B 连线的中点上，放入的正点电荷 Q 受到两个正点电荷 q1、 q2 库仑力的作用，这两个力大 小相等，方向相反，所以合力为零． (2)如果在 O 点放入负点电荷 Q，仍然受到两个大小相 等，方向相反的力，合力仍然为零．
1.2 静电力库仑定律
形状 1．点电荷是指带有一定电荷量，但不考虑________ 大小 的带电体．当带电体间的距离远大于 和_________ 带电体的尺寸时，可把带电体看做点电荷．
2．在真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的 正比 ，跟它们间的距离的二次方 电荷量的乘积成_________ 反比 成 ___________ ，作用力的方向在它们的连线上，同种 电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． q1 q2 k 2 r 3 ．库仑定律的表达式为 F＝ __________ ，其中 k ＝ 9.0× 109 N· m2/C2.
新鲁科版物理选修3-1同步课件：静电力 库仑定律
静电力的叠加与平衡
三个自由点电荷在同一直线上处于平衡状态的规律 规律一：三个点电荷的位置关系是“两同夹异” 如果三个点电荷只在库仑力的作用下在同一条直线上能够 处于平衡状态的话，则这三个点电荷一定有两个是同性电荷， 一个是异性电荷，且两个同性电荷分居在异性电荷的两边。
规律二：电量关系是“两大夹小，近小远大” 证明 如图所示，甲、乙、丙三个点电荷处于 平衡状态，它们的电荷量分别为 q1、q2、q3，甲与 乙、乙与丙之间的距离分别为 r1、r2。设 q1、q3 为正电荷，则 q2 为负电荷。由受力平衡的条件知，三个点电荷能够处于受力 平衡状态，即说明甲、乙、丙三个点电荷所受到的合外力为零。
二、库仑定律 1．内容 真空中两个点电荷之间的相互作用力 F 的大小，跟它们的
电荷量 Q 1、Q 2 的 乘积 成正比，跟它们的距离 r 的 二次方成反比； 作用力的方向沿着它们的 连线 。同种电荷相斥，异种电荷相吸。
2．表达式
库仑定律的公式
Q F＝k
1Q r2
2
k 的数值是 9.0×109 N·m2/C2 。
解得：x1＝3l ，x2＝－l(舍去)，又由
Fca＝Fba，得：klq/3Q2＝k4lQ2
2
，
解得 q＝49Q 。 答案：电荷 c 在 a、b 之间的连线上，和 a 相距为3l 处，带正
电，带电量为49Q 。
2．中国的 FY-3A 卫星可观测到高能质子和高能电子。如图所 示，分别在 A、B 两点放置点电荷 Q 1＝＋2×10－14 C 和
离子等)之间的静电力远比它们之间的万有引力大得多，万有引
力往往忽略不计。对于一些质量较大的带电小球、液滴、灰尘
等，一般要考虑重力作用。
对库仑定律的理解
高中物理选修3-1库仑定律(公开课)ppt课件
9
高中物理 选修3－1 定量研究
1、实验采取的研究方法? 2、如何设计实验？
库仑扭秤实验 控制变量法
（1）电量一定时，F与r的关系。 （2） r一定时，F与Q1×Q2。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验
一
10
库 仑 扭 秤 投 影 式 装 置
A
B
11
二、库仑的实验 法国物理学家库仑利用扭秤研究出 了电荷间相互作用力的大小跟电量和 距离的关系。
17
高中物理 选修3－1 通过这道题目请你对库仑力与万有引力做一下比较
•相同处： –大小与距离平方成反比。
•相异处： –库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。 –库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力 。
•电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多. •因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。
4
高中物理 选修3－1
探究影响电荷间相互作用力的因素 猜想
电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？
电荷量
电荷间距离
5
移动电荷或改变电量观察现象
6
实验方法：控制变量法 实验现象： 当两小球电量不变时，力随距离增加而减小 当距离不变时，力随电量的增加而增加
7
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律。 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。库仑做 了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
16
高中物理 选修3－1
学以致用
氢原子核（即质子）的质量是 1.67×10-27kg ，电子的质量是 9.1×10-31kg , 在氢 原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与其核外电子之间的库仑 力和万有引力。
高中物理 选修3－1 定量研究
1、实验采取的研究方法? 2、如何设计实验？
库仑扭秤实验 控制变量法
（1）电量一定时，F与r的关系。 （2） r一定时，F与Q1×Q2。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量实验
一
10
库 仑 扭 秤 投 影 式 装 置
A
B
11
二、库仑的实验 法国物理学家库仑利用扭秤研究出 了电荷间相互作用力的大小跟电量和 距离的关系。
17
高中物理 选修3－1 通过这道题目请你对库仑力与万有引力做一下比较
•相同处： –大小与距离平方成反比。
•相异处： –库仑力的来源为电荷，万有引力的来源为质量。 –库仑力有吸引力与排斥力，万有引力只有吸引力 。
•电子与质子间的万有引力比其库仑力小得多. •因此研究微观粒子间的相互作用时，经常把万有引力忽略不计。
4
高中物理 选修3－1
探究影响电荷间相互作用力的因素 猜想
电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？
电荷量
电荷间距离
5
移动电荷或改变电量观察现象
6
实验方法：控制变量法 实验现象： 当两小球电量不变时，力随距离增加而减小 当距离不变时，力随电量的增加而增加
7
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律。 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。库仑做 了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
16
高中物理 选修3－1
学以致用
氢原子核（即质子）的质量是 1.67×10-27kg ，电子的质量是 9.1×10-31kg , 在氢 原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与其核外电子之间的库仑 力和万有引力。
鲁科版高中物理选修3-1课件第2节静电力库仑定律().pptx
第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状
态，试求C电荷的电量和放置的位置？
A
B
C
+
-
+4Q
-Q
qc
解解：析设：点如电图荷所C示置，于首B的先右分侧析且点距电离荷BC为可x能，放带置电的荷位为置q，，则三个点 电荷都处于平衡，彼此之间作用力必须在一条直线上，C只能
由在一CA是受BA力决B平间定衡，的FA直A与C线=BF上B带C，有异不：性能k电在(荷L直4互Q线相xq之)吸2外引。，k而QCx可电2q 能荷的必区须域与有A、3个B均，
例题4:有AB两个带正电的小球,电荷量分别为Q和9Q,在真空中相
距L,如果引入第三个小球C,恰好使得3个小球只在相互的静电力作
用下都处于平衡状态,第三个小球应带何种电荷,应放在何处,电荷
量又是多少?
AC
B
+
+
Q
qc
9Q
解析：每个带电小球都受到另外两个小球的库仑力作用，且都要
处于平衡状态，由受力分析可知小球C应放在AB连线之间，且应
A.4/7 B. 3/7
B.C. 9/7 D. 16/7
例题1：三个点电荷呈三角形分布， q1=-6.00×10-9C，q2=5.00×10-9C， q3=-2.00×10-9C，它们之间的距离
y
+q2
4m
F23
37o
F13 q3 正交分解
和位置如图所示。求q3所受静电力的 3m 5m F Fy
大小和方向。
带负电荷。
由C受力平衡FAC=FBC有：k
QqC rA2C
k
9QqC (L rAC )2
1 解得：rAC 4 L
1.2 静电力 库仑定律 课件2(鲁科版版选修3-1)
借题发挥 当多个带电体同时存在时，每两个 带电体间的库仑力都遵守库仑定律．某一带电 体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行 四边形定则求出其合力．这就是库仑力的叠加 原理．
【变式2】 如图1－2－4所示，等边三角形ABC，边长为L， 在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB.QA＝＋Q，QB＝－Q， 求在顶点C处的点电荷＋QC所受的静电力．
图1－2－5
kQ1Q2 A. L＋2r kQ1Q2 C. 2 L
kQ1Q2 B. L＋2r2 kQ1Q2 D. 2 r
(2)库仑力作用下的非平衡问题 跟力学问题的处理方法相同，明确研究对象， 分析运动过程，再分析包括库仑力在内的所有 力，再依据牛顿运动定律或者动能定理列方程， 并灵活选用整体法和隔离法分析问题.
【典例1】 有三个完全一样的金属球A、B、C，A球带的电 荷量为7Q，B球带的电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固 定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则 A、B球间的作用力变为原来的多少倍？
图1－2－2
再回到题图，只有与ab缺口相对称的一小段没有与之相对称 的对象存在．因此处于O点处的点电荷受到的力就是与ab缺口相 对称的一小段a′b′(如图1－2－2所示)对它产生的吸引力，由于 a′b′很短(L≪R)，可将其视为点电荷，其带电荷量为Q′＝ Q′q QL LQLq · L，由库仑定律可得F＝k 2 ＝k 2 ，受力方向 R 2πR－L 2πR－LR 指向a′b′.
9 m2/C2 ，其意义是：两个 (2)k 是静电力常量，k＝ 9.0×10 N·
电荷量为 1 C 的点电荷，在真空中相距 1 m 时，相互作用力
9 是 9.0×10 N .
一、点电荷的理解及应用 1．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、形状的理想化的模型，类 似于力学中的质点，实际中并不存在．