B1真空中的库仑定律
《库仑定律》 讲义
《库仑定律》讲义一、引言在物理学的众多定律中，库仑定律无疑是电学领域的基石之一。
它为我们理解电荷之间的相互作用提供了重要的理论基础，对电学的发展产生了深远的影响。
接下来，让我们一起深入探究库仑定律的奥秘。
二、库仑定律的发现库仑定律的发现并非一蹴而就，而是经过了众多科学家的不懈努力和探索。
在 18 世纪中叶，电学实验逐渐兴起。
科学家们开始研究电荷之间的相互作用，并试图找出其中的规律。
其中，法国物理学家库仑通过精心设计的实验，最终得出了库仑定律。
库仑的实验使用了一种叫做扭秤的装置。
他巧妙地利用扭秤测量出了微小的力，从而能够精确地研究电荷之间的作用力。
三、库仑定律的内容库仑定律指出：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
如果用 q1 和 q2 分别表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们之间的距离，F 表示它们之间的作用力，那么库仑定律可以用公式表示为：F ＝ k （q1 q2) ／ r²其中，k 是库仑常量，其数值约为 90×10⁹ N·m²/C²。
需要注意的是，库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷。
如果电荷不是静止的，或者不在真空中，库仑定律的计算结果会有一定的偏差。
四、库仑定律的意义库仑定律的发现具有极其重要的意义。
首先，它为电学的定量研究奠定了基础。
在此之前，对于电荷之间的相互作用，人们只能进行定性的描述。
而库仑定律使得我们能够精确地计算电荷之间的作用力，从而为进一步研究电学现象提供了有力的工具。
其次，库仑定律与牛顿的万有引力定律在形式上具有相似性，这表明自然界中的不同相互作用可能具有相似的规律，启发了人们对自然界统一性的思考。
此外，库仑定律的发现也推动了电磁学理论的发展，为后来麦克斯韦方程组的建立奠定了基础。
五、库仑定律的应用库仑定律在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
真空中的库仑定律
真空中的库仑定律【教学目标】（一）知识与技能1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中库仑定律的含义及公式表达，静电力常量．2．会用库仑定律进行有关的计算．3．知道库仑扭秤的实验原理（二）过程与方法1．渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力．2．渗透控制变量的科学研究方法（三）情感态度与价值观：培养学生的观察和探索能力教学重点：真空中库仑定律和库仑力的教学． 教学难点：真空中库仑定律的理解【互动交流】提出问题1：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？演示：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离 2．电量．A ．库仑定律1．点电荷a.当带电体的大小、形状比起相互作用的距离小很多．．．时，（以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时），带电体可视为点电荷。
b.点电荷是一个理想化的模型．．．．．．，实际生活中并不存在。
2、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）演示：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．实验技巧：（1）小量放大 （2）电量的确定（电荷均分原理）3．内容：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在两个点电荷的连线上 公式：221rq q k F = 静电力常量k = 9.0×109N ·m 2/C 2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型提出问题2：根据221r q q k F =可知，当两个点电荷间的距离r 趋近于0时，其库仑力趋近于无穷大，这种说法对吗？例1．两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q 1=2C 正电荷，q 2=4C 负电荷，在真空中相距为r 且静止，相互作用的静电力为F 。
（1）今将q 1、q 2、r 都加倍，相互作用力如何变？（2）只改变q1电性，相互作用力如何变？（3）只将r 增大4倍，相互作用力如何变？（4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？例题2：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是FQrFmrFFQGm mF F 122222122121 21919113127160160910167=kQ=Gm=kQ=9.01010106.67101010=2.310 111939，，·×××××××××××....-----可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．【自主预习】1．电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
《库仑定律》 讲义
《库仑定律》讲义一、什么是库仑定律在电学的世界里，库仑定律就像是一把神奇的钥匙，打开了我们理解电荷相互作用的大门。
库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用力的规律。
简单来说，它告诉我们，两个点电荷之间的作用力大小与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
这个力的方向沿着它们的连线。
如果用公式来表示库仑定律，那就是：F ＝ k （q1 q2) ／ r²。
其中，F 表示两个点电荷之间的作用力，k 是库仑常量，约等于 90×10⁹N·m²/C²，q1 和q2 分别是两个点电荷的电荷量，r 是它们之间的距离。
二、库仑定律的发现历程库仑定律的发现并非一蹴而就，而是经过了许多科学家的不懈努力和探索。
早在古代，人们就已经对静电现象有所观察和认识，但对于电荷之间相互作用的规律却一直没有清晰的了解。
到了 18 世纪，法国科学家库仑通过精心设计的实验，终于得出了这个重要的定律。
库仑的实验非常巧妙，他使用了类似于扭秤的装置来测量微小的力。
通过改变电荷量和距离，反复进行实验，最终得出了力与电荷量和距离之间的关系。
库仑的工作为电学的发展奠定了坚实的基础，也让我们对自然界的规律有了更深刻的认识。
三、库仑定律的适用条件库仑定律虽然强大，但它也有适用的条件。
首先，库仑定律只适用于真空中的点电荷。
所谓点电荷，就是指带电体的大小和形状相对于它们之间的距离可以忽略不计。
如果带电体的大小和形状不能忽略，那么就需要使用更复杂的方法来计算它们之间的相互作用力。
其次，库仑定律中的作用力是指静电力，也就是说，两个电荷必须是相对静止的。
如果电荷在运动，那么就需要考虑电磁感应等其他因素的影响。
四、库仑定律与其他物理概念的关系库仑定律与电场强度有着密切的关系。
电场强度是描述电场性质的物理量，它可以通过库仑定律来定义。
假设在空间中有一个点电荷 Q ，在距离它 r 处有一个试探电荷 q ，根据库仑定律，试探电荷受到的力为 F ＝ k （Q q) ／ r²。
库仑定律公式及应用条件
库仑定律公式及应用条件在我们学习物理的奇妙旅程中，库仑定律可是个相当重要的角色。
库仑定律说的是真空中两个静止的点电荷之间的作用力，它的公式就像一把神奇的钥匙，能帮我们打开很多电学问题的大门。
库仑定律的公式是 F = k * q1 * q2 / r²，这里的 F 表示两个点电荷之间的库仑力，k 是静电力常量，q1 和 q2 分别是两个点电荷的电荷量，r 则是它们之间的距离。
要说这库仑定律的应用条件，那可得好好说道说道。
首先，得是真空中的环境。
这就好比在一个没有任何干扰的“纯净世界”里，电荷之间的相互作用才能纯粹地按照这个定律来。
要是有了其他物质的干扰，那可就乱套啦。
其次，点电荷这个条件也很关键。
啥是点电荷呢？简单来说，就是电荷的大小和形状对相互作用的影响可以忽略不计，就把它们当成只有电荷量的“小点”。
记得有一次，我在课堂上给学生们讲库仑定律。
我拿出两个小球，上面分别带有一定量的电荷，然后问同学们：“大家猜猜看，这两个小球之间的库仑力会有多大？”同学们七嘴八舌地讨论起来，有的说大，有的说小。
我笑着让他们先别急，然后带着他们一起分析电荷量、距离这些因素，最后算出了库仑力。
看着他们恍然大悟的表情，我心里别提多有成就感了。
在实际生活中，库仑定律也有不少应用呢。
比如说，静电复印机里，就是利用库仑定律来控制墨粉的吸附和转移。
还有，避雷针的原理也和库仑定律有关。
当云层中的电荷积累到一定程度时，避雷针尖端的电场强度会变得很大，从而把周围的空气电离，将云层中的电荷引向大地，避免建筑物受到雷击。
再比如，在电子设备的设计中，库仑定律能帮助工程师们计算电路中电子元件之间的相互作用力，从而优化电路布局，提高设备的性能和稳定性。
学习库仑定律可不仅仅是为了应付考试，它更是我们理解电学世界的重要工具。
通过它，我们能更深入地探索电的奥秘，感受物理的魅力。
总之，库仑定律公式虽然看起来简单，但应用条件和实际应用都需要我们仔细琢磨和理解。
真空中的库仑定律
第7章 静电场 静电技术引言：在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发，头发会随梳子的运动飘起来，当手接触过毛衣或化学纤维合成物品后，再触摸物体或人体会感到电击。
这都是电场对电荷作用的结果。
在这一章里，我们要讨论静止电荷间相互作用时产生的现象，还要学习静电力（电场力）、电场、电势和电容的性质及静电技术的简单应用。
静电场的特性和作用规律是电磁学的基本内容，是学习电工学、电子学等课程的基础。
7-1 真空中的库仑定律一、教学目标1．了解电荷的性质、点电荷。
2．理解库仑定律，会计算点电荷之间的作用力。
二、教学重点难点重点：库仑定律的物理意义。
难点：点电荷，点电荷之间作用力的计算。
三、教学器材毛皮、硬橡胶棒、丝绸、玻璃棒、验电器、计算机、投影仪等。
四、教学建议教法建议讲授法、理想模型法、讨论法、演示实验法。
教学设计方案（一）引入新课我们在初中对静电荷有了一些初步的认识，知道电荷分正、负两种，电荷间存在作用力，但你知道电荷间的相互作用力到底有多大吗？这种作用有什么规律？（二）引出课程内容1．认识两种电荷实验（通过实验观察电荷之间的相互作用）毛皮（带正电荷）—硬橡胶棒（带负电荷），丝绸（带负电荷）—玻璃棒（带正电荷）。
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
物体所带电荷的量值称为电荷量。
常用Q 或q 表示。
在国际单位制中，电荷量的单位是库仑（C ，库）。
质子和电子带有等量正、负电荷，其电荷量为1.602×10-19 C ，称为元电荷，用e 表示：e=1.602×10-19 C 。
质子、中子的下一个层次是夸克（层子）。
研究认为，夸克所带电荷的绝对值为31e 或32e 。
虽然夸克的电荷量更小，但习惯上仍把e 称为“元电荷”。
任何带电体的电荷量总是元电荷的整数倍，即Q=ne ,n 为整数。
n >0，物体（或粒子）带正电；n <0,物体（或粒子）带负电；n =0，物体（或粒子）不带电。
2．电荷守恒定律（1）物体为什么会带电？当物体间由于摩擦等原因发生电荷交换时，某物体如果失去一部分电子，该物体便带正电；同时，另一物体得到等量电子，便带负电。
库仑定律——精选推荐
库仑定律库仑定律库仑扭秤来的。
扭秤的结构如下：在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。
为了研究带电体之间的作用力，先使A、B各带一定的电荷，这时秤杆会因A端受力而偏转。
转动悬丝上端的悬钮，使小球回到原来位置。
这时悬丝的扭力矩等于施于小球A 上电力的力矩。
如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力。
如何比较力的大小【通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小】库仑定律公式COULOMB’S LAW库仑定律——描述静止点电荷之间的相互作用力的规律。
在真空中，点电荷 q1 对 q2的作用力为F=k*(q1*q2)/r^2 (可结合万有引力公式F=Gm1m2 /r^2来考虑）其中：r ——两者之间的距离r ——从 q1到 q2方向的矢径k ——库仑常数上式表示：若 q1 与 q2 同号， F 12沿 r 方向——斥力若两者异号，则 F 12 沿 - r 方向——吸力.显然 q2 对 q1 的作用力F21 = -F12 （1-2）在MKSA单位制中力 F 的单位：牛顿（N）=千克· 米/秒2(kg·m/S2)（量纲：M LT - 2）电量 q 的单位：库仑（C）定义：当流过某曲面的电流1 安培时，每秒钟所通过的电量定义为 1 库仑，即1 库仑（C）= 1 安培·秒（A · S）（量纲：IT）比例常数 k = 1/(4*π*e0)=9.0x10^9 牛·米2/库2（N*m^2/C^2)e0 = 8.854 187 818(71)×10^(-12) C^2/( N ·m^2) ( 通常表示为法拉/米 )荷”.库仑定律示意图(5张)设计出一种电摆就可进行实验。
真空中库仑定律表达式
真空中库仑定律表达式《真空中库仑定律表达式：探索静电的神秘魔法》嘿，小伙伴们！今天咱们来聊聊一个超级神奇的东西——真空中库仑定律表达式。
这可不是什么枯燥的数学公式哦，它就像一把神奇的钥匙，能打开静电世界的大门呢！我第一次接触到这个库仑定律表达式的时候，那感觉就像是发现了一个神秘的宝藏地图。
老师在黑板上写下那一串字母和数字的时候，我心里就在想：“这到底是什么神奇的咒语呀？”不过，随着我慢慢深入了解，才发现这里面的乐趣可多啦。
那这个库仑定律表达式到底长啥样呢？它是F = k*(q1*q2)/r²。
哇，这看起来是不是有点像神秘的密码呢？这里面的F代表的是两个点电荷之间的作用力呢。
就好像是两个小伙伴之间互相推或者拉的力量。
比如说，你和你的好朋友在玩推手掌的游戏，你们手掌之间互相施加的那个力就有点像这个F。
再看看这个k呀，k可是个很重要的常数呢，它就像是游戏里的固定规则一样。
不管在什么情况下，这个k的值都是不变的。
它就像一把衡量两个电荷之间作用力大小的标准尺子。
要是没有这个k呀，我们就不知道怎么准确地计算两个电荷之间的“爱恨情仇”啦。
q1和q2呢，这就是那两个点电荷啦。
它们就像两个性格各异的小角色。
有的电荷可能是正的，就像一个充满活力、热情满满的小太阳；有的电荷可能是负的，就像一个有点小神秘、有点内敛的小月亮。
当这两个电荷相遇的时候，就会产生一种奇妙的相互作用，就像小太阳和小月亮之间互相影响一样。
如果q1和q2都是正的或者都是负的，那它们之间就像是两个闹别扭的小伙伴，互相排斥，就像两个小磁铁的同极碰到一起一样，“嗖”的一下就弹开了。
要是q1是正的，q2是负的，或者反过来，那它们就像是两个互相吸引的小磁铁，紧紧地想要靠在一起呢。
还有这个r²，r就是两个点电荷之间的距离哦。
这个距离可太重要啦。
你想啊，你和你的朋友离得近的时候，互相的影响就大；离得远的时候，互相的影响就小。
就像在操场上，你离你的小伙伴很近的时候，你们可以轻松地聊天、打闹；要是你跑到操场另一头去了，那你们之间的互动就没那么强烈了。
库仑定律-高中物理
库仑定律库仑定律（英文：Coulomb's law）：是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。
公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。
库仑定律成立的条件：真空中；静止；点电荷。
（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）库仑定律：法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。
因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。
库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
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Q1.Q2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。
上述结论可表示为F=KQ1.Q2/r²，式中，K是静电常量。
如果各个物理量都采用国际制单位，即电荷量的单位用C(库)，力的单位用N，距离的单位用m,则K=9.0×910N·m²/C²定义：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力，与它们的距离的2次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
验证:库仑定律是1784年至1785年间法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验总结出来的。
物理意义(1)描述点电荷之间的作用力，仅当带电体的半径远小于两者的平均距离，才可看成点电荷(2）描述静止电荷之间的作用力，当电荷存在相对运动时，库仑力需要修正为电磁力（Lorentz力）。
但实践表明，只要电荷的相对运动速度远小于光速c，库仑定律给出的结果与实际情形很接近。
注意事项(1)库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。