库仑定律--优质获奖课件
合集下载
人教版高中物理库仑定律(18张)获奖ppt课件
+ + -- +
q
2 2
计算 不带 电性
L
++ + + + + L=4r
库仑力的矢量叠加
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三 个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个 以上点电荷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。
q2 q1
r01 r02
库仑力的矢量叠加原理：
q0
47
9.11 10 31 1.67 10 27
N
0.529 10
10 2
N
例题1.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。 由此得静电力与万有引力的比值为
F1
F2
F
例题3.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，每个点电荷的电荷量都是 +2×10-6 c,求 它们所受的库仑力。 解：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
q 9.0 10 2 10 F1=F2=K = 2 r 0.52
即：两大夹小，两同夹异
9Q
+
A
QC
+ 4Q
B
口诀：两同夹异，近小远大，反比距离平方
• 4、两个固定点电荷A、B，A电荷带正电Q， B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点 电荷C，欲使点电荷C处于平衡状态（ ） A、C为正电荷，且方于B的右方 B、C为负电荷，且方于A左方 C、C为正电荷，且放于A、B之间 D、C为正电荷，且放于A的左方
q
2 2
计算 不带 电性
L
++ + + + + L=4r
库仑力的矢量叠加
实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三 个点电荷的存在而有所改变。因此两个或两个 以上点电荷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。
q2 q1
r01 r02
库仑力的矢量叠加原理：
q0
47
9.11 10 31 1.67 10 27
N
0.529 10
10 2
N
例题1.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。 由此得静电力与万有引力的比值为
F1
F2
F
例题3.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，每个点电荷的电荷量都是 +2×10-6 c,求 它们所受的库仑力。 解：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
q 9.0 10 2 10 F1=F2=K = 2 r 0.52
即：两大夹小，两同夹异
9Q
+
A
QC
+ 4Q
B
口诀：两同夹异，近小远大，反比距离平方
• 4、两个固定点电荷A、B，A电荷带正电Q， B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点 电荷C，欲使点电荷C处于平衡状态（ ） A、C为正电荷，且方于B的右方 B、C为负电荷，且方于A左方 C、C为正电荷，且放于A、B之间 D、C为正电荷，且放于A的左方
库仑定律--优质获奖课件
对点电荷的理解
• 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、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并 不存在．
• 2．带电体看成点电荷的条件：一个带电体能否看成点电荷， 是相对具体问题而言的，不能单凭它的大小和形状来确 定．如果带电体的大小比带电体间的距离小得多，则带电体 的大小及形状就可以忽略不计，此时带电体就可以视为点电 荷．
比•较3．易混淆的点几电个荷概念 项
元电荷
小带电体
忽略了大小、形状，只 电子或质子所 体积较小的 概念
考虑电荷量的带电体 带的电荷量 带电物体
实质
物理模型
最小电荷量 带电物体
(1)点电荷、小带电体的带电荷量一定是元电荷的整数 倍； 联系 (2)小带电体的大小远小于所研究问题的距离时，小带 电体可视为点电荷
1．(2017·江苏校级模拟)如图所示，点电荷＋Q固定，点电荷 ＋q沿直线从A运动到B.此过程中，两电荷间的库仑力是( )
A．吸引力，先变小后变大 B．吸引力，先变大后变小 C．排斥力，先变小后变大 D．排斥力，先变大后变小
【答案】D
【解析】带同种电的小球受斥力作用，而距离先越来越近， 再越来越远，由于电量保持不变，根据 F＝kQr2q可知距离先减 小后增大，电场力先逐渐增大，后逐渐减小．故 A、B、C 错 误，D 正确．故选 D.
确；对于体积很大的带电体，当其大小在研究的问题中可以 忽略不计时，可以简化为点电荷，故B错误；电荷量很小的 带电体的体积不能忽略不计时，不能简化为点电荷，故C错
误；只有当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，
带电体才可以简化为点电荷，与带电体的绝对大小无关，只 与相对大小有关，故D错误．故选A.
点电荷
高中物理第一章静电场第2节库仑定律-1一等奖公开课ppt课件
点电 非点电荷间也存在库仑力，只是公式中的距离无法 荷 确定
(2)只有采用国际制单位，k 的数值才是 9.0×109 N·m2/C2。 2．库仑力的理解 (1)库仑力也叫静电力，是“性质力”，不是“效果力”，它 与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性。 (2)两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反， 不要认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大。 (3)在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，在 计算时可以先计算大小，再根据电荷电性判断方向。 3．库仑力的叠加原理 对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑 力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。
第2节
库仑定律
1．点电荷是理想模型，当带电体的大小 和形状对所研究问题的影响可以忽 略时，带电体可被看成点电荷。
2．库仑定律表达式为 F＝kQr1Q2 2，此式 仅适用于真空中的点电荷。
3．静电力常量 k＝9.0×109 N·m2/ C2。
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1．点电荷 (1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，该 带电体的 形状 、 大小 及电荷在其上的分布状况均无关紧要， 该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。
保持电荷量不变， 探究电荷间作用力 与距离的关系
保持两带电小球间 的距离不变，探究 电荷间作用力与电 荷量的关系
改变悬点位置，从而改变 改变小球带电荷量 q，
实验操作 小球间距 r，观察夹角 θ 观察夹角 θ 变化情况
变化情况
r 变大，θ 变小 实验现象 r 变小，θ 变大
q 变大，θ 变大 q 变小，θ 变小
库仑定律的理解及应用
1．库仑定律的理解 (1)库仑定律中的三个关键词
库仑定律--优质获奖课件
栏 目
力．但要注意，若选取整个系统为研究对象，系统内物体间
开 关
相互作用的库仑力为内力；若选取某个带电体为研究对象，
不能漏掉其他带电体对其施加的库仑力．
学习·探究区
学案4
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， 图4
三球在一条直线上．取向右为正方向，若释放 a 球，a 球
(3)若 A、B 不固定，在何处放一个什么性质的点电荷，才
可以使三个点电荷都处于平衡状态？
学习·探究区
学案4
解析 (1)由平衡条件，对 C 进行受力分析，C 在 AB 的连线
上且在 A 的右边，与 A 相距 r，则
k·qr2·qC＝kL·4－q·rqC2
本 学 案
解得：r＝L3
栏 目 开
(2)电荷量的大小和电性对平衡无影响，距离 A 为L3处，A、B
本 学
的初始加速度为－1 m/s2；若释放 c 球，c 球的初始加速
案 栏
度为 3 m/s2，则释放 b 球时，b 球的初始加速度为多少？
目 开
解析 设 a0＝1 m/s2，由牛顿第二定律，
关
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
栏
目
在时在该点产生的场强的_矢__量__和___．
开
关
(2)场强是矢量，遵守矢量合成的___平__行__四__边__形_____定则，
注意只有同时作用在同一区域的电场才能叠加．
(3)电场中某点处的电场强度 E 是唯一的，它的大小和方
库仑定律--优质获奖课件
栏目 导引
第一章 静电场
(2014·抚顺一中高二检测)关于点电荷，以下说法正确的 是( CD ) A．足够小的电荷就是点电荷 B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值， 而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
第一章 静电场
第二节 库仑定律
第一章 静电场
学习目标 1.通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量 的多少以及电荷之间距离大小的关系． 2．知道点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法． 3．理解库仑定律的内容、公式及适用条件,知道静电力常量, 并会求点电荷间的作用力． 4．通过对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统 一性．
栏目 导引
第一章 静电场
对库仑定律的理解 1．库仑定律的适用条件 (1)真空中； (2)点电荷． 以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立．
栏目 导引
第一章 静电场
2．两带电球体间的库仑力的求解 (1)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电 荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离． (2)两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷， 此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改 变，即电荷的分布会发生变化．如图甲，若带同种电荷时， 由于排斥而距离变大，此时 F<kQr1Q2 2；如图乙，若带异种电 荷时，由于吸引而距离变小，此时 F>kQr1Q2 2.
第一章 静电场
一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不 能单凭其大小和形状来确定．
栏目 导引
第一章 静电场
1．下列关于点电荷的说法正确的是 ( BC ) A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B．均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷 C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷 D．带电的金属球一定不能视为点电荷 解析：带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比 它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是 看它所带的电荷量有多大．
第一章 静电场
(2014·抚顺一中高二检测)关于点电荷，以下说法正确的 是( CD ) A．足够小的电荷就是点电荷 B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值， 而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
第一章 静电场
第二节 库仑定律
第一章 静电场
学习目标 1.通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量 的多少以及电荷之间距离大小的关系． 2．知道点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法． 3．理解库仑定律的内容、公式及适用条件,知道静电力常量, 并会求点电荷间的作用力． 4．通过对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统 一性．
栏目 导引
第一章 静电场
对库仑定律的理解 1．库仑定律的适用条件 (1)真空中； (2)点电荷． 以上两个条件是理想化的，在空气中也近似成立．
栏目 导引
第一章 静电场
2．两带电球体间的库仑力的求解 (1)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电 荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离． (2)两个规则的带电球体相距比较近时，不能被看做点电荷， 此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改 变，即电荷的分布会发生变化．如图甲，若带同种电荷时， 由于排斥而距离变大，此时 F<kQr1Q2 2；如图乙，若带异种电 荷时，由于吸引而距离变小，此时 F>kQr1Q2 2.
第一章 静电场
一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不 能单凭其大小和形状来确定．
栏目 导引
第一章 静电场
1．下列关于点电荷的说法正确的是 ( BC ) A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷 B．均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷 C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷 D．带电的金属球一定不能视为点电荷 解析：带电体能否视为点电荷，要看它们本身的线度是否比 它们之间的距离小得多，而不是看物体本身有多大，也不是 看它所带的电荷量有多大．
库仑定律--优质获奖课件
【典例2】两个电荷量分别为Q和4Q的负点电荷a、b，在真空 中相距为l，如果引入另一点电荷c，正好能使这三个电荷都处 于静止状态，试确定点电荷c的位置、电性及它的电荷量. 【解题指导】解答本题时，可按以下思路分析：
【标准解答】由于a、b点电荷同为负电荷，可知电荷c只能是
正电荷，且应放在a、b之间的连线上. 依题意作图如图所示，设电荷c和a相
受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反.
（2）由库仑力的方向及二力平衡可知，三个点电荷必须在同 一直线上，且同种电荷不能相邻.
2 知，中间的异种电荷电荷量应最小，且靠近 （3）由F= k q1q 2
两侧电荷量较小的那一个，即“三点共线，两同夹异，两大
r
夹小，近小远大”.
【特别提醒】库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己 的特性，与重力、弹力、摩擦力一样，是一种“性质力”，受 力分析时不能漏掉.
距为x，则b和c相距为（l-x），c的电
荷量为q.对电荷c，所受的库仑力的合力为零，则Fac=Fbc. 根据库仑定律得：k
l 3
解得： x1 ，x2=-l(舍去) 又由Fca=Fba，得： k
qQ q 4Q k . 2 2 x l x
答案：电荷c在a、b之间的连线上，和a相距为 l 处，
而改变，即电荷的分布会发生改变.如图甲，若带同种电
2 荷时，由于排斥而距离变大，此时F＜ k Q1Q ；如图乙， 2
r
若带异种电荷时，由于吸引而距离变小，此时F＞ k
Q1Q 2 . r2
（3）库仑定律中的静电力常量k，只有在公式中的各量都采 用国际单位时，才可以取k=9.0×109N·m2/C2.
（2）两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
1．点电荷是物理模型 点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，实 际上并不存在． 2．带电体看成点电荷的条件 一个带电体能否看做点电荷，是相对具体问题而言的，不 能单凭其大小和形状确定．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
实验操作
实验现象 实验结论
探究电荷间作用力与 探究电荷间作用力与
距离的关系
电荷量的关系
保持电荷量不变，改
变悬点位置量q ，观察夹角θ变化情 况
r变大，θ
变小 。
r变小，θ 变大
。
q变大，θ 变大 。
q变小，θ 变小 。
电荷间的作用力与 距离 有关，与电荷量 有关
真空中的 点电荷 。
与两电荷量的 乘积 成正比 与它们距离的 平方 成反比 在它们的 连线 上，吸引或排斥
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2.表达式 F＝ kqr1q2 2 ，式中 k 叫做静电力常量，k 的数值 是 9.0×109 N·m2/c2. 五、叠加原理 如果存在两个以上的点电荷，两个电荷之间的作用力不 受其他电荷的影响．其中每一个点电荷所受的总的静电力等 于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的 矢量和 ．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
二、静电力与点电荷 1．静电力： 电荷 间的相互作用力，也叫库仑力． 2．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小 大得多， 以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力 的影响可以 忽略 时，这样的带电体就叫做点电荷．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
三、库仑扭秤实验——间接测量两个关系的方法 库仑扭秤实验装置如图所示，通过悬丝扭转的角度来确定 静电力的大小．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
1．测量力与距离的关系：改变 A 和 C 之间的距离，记 录每次悬丝扭转的 角度 ，结果得到力 F 与距离 r 的二次 方成反比，即 F∝r12.
栏目导引
3．概念辨析
点电荷
理想化模型，没有 大小、形状，只带 有电荷量，当受到 其他电荷的作用时 不会引起电荷的分 布变化，相互作用 规律遵从库仑定律
概念
带电体
有一定体积、形 状，带有电荷的物 体，如果受到其他 电荷的作用时，一 般会引起电荷在物 体上的重新分布
元电荷
是最小的电 荷量，不是 带电体，它 就是e＝ 1.6×10－19 C.
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
关于点电荷，以下说法正确的是( ) A．足够小的电荷，就是点电荷 B．一个电子， 不论在何种情况下均可视为点电荷 C．在实际中点电荷并不存在 D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的大小，而 是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
确．能否看成点电荷并不是依据电荷本身的大小和形状，故A、
B、C错．
答案： D
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
1．适用范围：适用于真空中两个点电荷间的相互作用． (1)在空气中库仑定律也近似成立． (2)对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求 解，但我们可以用一组点电荷来替代实际的带电体，从而完成 问题的求解． (3)两个均匀带电球体间的库仑力也可利用库仑定律计算， 此时，r应指两球体的球心距．
2．测量力与电荷量之间的关系：采用电荷量等分法把 A(或 C)球的电荷量 q 依次减为q2、q4、q8、…再放入库仑扭秤 装置中，结果得到 F 与 A、C 电荷量 q1、q2 的乘积成正比， 即 F∝q1q2.
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
四、库仑定律 1．内容
适用条件 库仑力大小 库仑力方向
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2．当多个带电体同时存在时，每一对带电体间的库仑力仍 遵守库仑定律．某一带电体同时受多个库仑力作用时，可利用 力的平行四边形定则求出其合力．
3．库仑定律中的常量k，只有在采用国际单位制单位时， 它的值才是9.0×109 N·m2/C2.
4．库仑定律表明，库仑力与万有引力十分相似，都与距离 的平方成反比．对于某些问题可利用这一相似性，借助于类比 的方法求解．
2.库仑定律
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
一、探究影响电荷间相互作用力的因素
实验原理
如图所示，F＝ mgtan_θ ， Θ 变大 ，F 变大 ，θ 变小，F 变小
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
方法(控制变 量法)
栏目导引
下列关于点电荷的说法中，正确的是( )
A．带电球体一定可以看成点电荷
B．直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷
C．直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷
D．点电荷与质点都是理想化的模型
解析： 点电荷与质点都是为研究问题而理想化的模型，
只要其体积、形状不影响研究的问题就可以理想化，故D正
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
5．库仑力具有力的共性，它与学过的重力、弹力、摩擦力 一样．具有力的一切性质，它是矢量，合成、分解时遵循平行 四边形定则，能与其他的力合成，能使物体发生形变，能使物 体产生加速度．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
有人根据 F＝kqr1q2 2推出，当 r→0 时，F→∞，从数学角 度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的，因为当 r→0 时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律及其公式也 就不再适用，何况实际电荷都有一定的大小，根本不可能出 现 r＝0 的情况，也就是 r＝0 时，不能利用公式 F＝kqr1q2 2计 算静电力大小了．
栏目导引
解析： 点电荷是一种理想模型，一个带电体能否看成点 电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，是看它的形状 和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计．因此大的带电体一 定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是 错误的，所以A、B错，C、D对．
答案： CD
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场