库仑定律讲解
《库仑定律》 讲义
《库仑定律》 讲义
一、引入
在物理学的大厦中，电学是其中重要的支柱之一。而库仑定律，作为电学领域的基本定律之一，为我们理解电荷之间的相互作用提供了坚实的基础。
想象一下，在一个黑暗的房间里，有两个带电的小球，它们之间似乎有一种神秘的力量在相互拉扯或排斥。那么，这种力量的大小和规律是怎样的呢？这就是库仑定律要告诉我们的。
二、库仑定律的发现
库仑定律的发现并非一蹴而就，而是经过了许多科学家的不懈努力和探索。
在 18 世纪，科学家们已经对静电现象有了一定的观察和研究。然而，要准确地定量描述电荷之间的相互作用力，还面临着诸多困难。
法国科学家库仑，通过精心设计的实验，运用巧妙的方法，成功地得出了电荷之间相互作用力的规律。
他的实验使用了类似于扭秤的装置，通过测量微小的扭转角度，来确定电荷之间作用力的大小。
库仑的实验精神和科学方法，为后来的科学家们树立了榜样，也使得库仑定律成为了电学发展的重要里程碑。 三、库仑定律的内容
库仑定律的表述是：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，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，作用力的方向在它们的连线上。
如果用公式来表示，库仑力（F）的大小可以表示为：
F ＝ k （q1 q2) ／ r²
其中，k 是库仑常量，约等于 90×10⁹ N·m²/C²；q1 和 q2 分别是两个点电荷的电荷量；r 是两个点电荷之间的距离。
需要注意的是，这里的电荷必须是静止的点电荷。如果电荷在运动，或者不是点电荷，情况就会变得复杂，需要使用更高级的电磁学理论来描述。
四、库仑定律的理解
1、 成正比与成反比的关系
电荷量的乘积越大，库仑力就越大；距离的平方越大，库仑力就越小。这就好比两个人之间拉一根弹簧，弹簧的拉伸程度（库仑力）取决于两人用力的大小（电荷量）和两人之间的距离。
2、 库仑常量 k
库仑常量 k 是一个重要的物理常数，它的数值和单位决定了库仑力的大小。不同的介质中，库仑常量的值可能会有所不同。
库仑定律
1 第1单元电场力的性质
点电荷 电荷守恒定律
[记一记]
1．元电荷、点电荷
(1)元电荷：e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。电子的电荷量q＝－1.6×10－19
C。
(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型。
2．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不能创生，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中电荷的总量保持不变。
(2)起电方法：摩擦起电、感应起电、接触起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。
[试一试]
1．一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。这说明( )
A．小球上原有的负电荷逐渐消失了
B．在此现象中，电荷不守恒
C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D．该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
库仑定律
[记一记]
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。
2．表达式：F＝kq1q2r2，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量。
3．适用条件：真空中的点电荷。
(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。
(2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时 ，可以把带电体看成点电荷。
4．库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，为斥力；异种电荷相互吸引，为引力。
[试一试]
2．两个分别带有电荷量为－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为
库仑定律 2
库仑定律教学设计 介休一中 郭伟栋
第 1 页 共 5 页 库仑定律
【教材分析】
本节内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是学习电场强度的基础。本节的教学内容的主线有两条，第一条为知识层面上的，掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律；第二条为方法层面上的，即研究多个变量之间关系的方法，间接测量一些不易测量的物理量的方法，及研究物理问题的其他基本方法。
【学情分析】
两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识，万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过，本节重点是做好定性实验，使学生清楚知道实验探究过程。
【教学流程】
【教学目标】
一、知识与技能
1.了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。
2.库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。
二、过程与方法
1.通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。
2.通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
三、情感态度与价值观
1.培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。
2.了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
【教学重点】
1．电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
2．库仑定律的内容、适用条件及应用。
【教学难点】
真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律
【教学媒体】
1．J2367库仑扭秤(投影式)、感应起电机、通草球、绝缘细绳、铁架台、金属导电棒、库仑扭秤挂图等。
2．多媒体课件、实物投影仪、视频片断。
【教学方法】
探究、讲授、讨论、实验归纳
【教学过程】
一、复习提问，导入新课
从上节课我们学习到同种电荷相吸引，异种电荷相排斥，这种静电荷之间的相互作用叫做静电力。力有大小、方向和作用点三要素，我们今天就来具体学习一下静电力的特点。
二、新课教学
（一）师生活动：《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”，意思是腐烂潮湿的草不被琥珀吸引。但是，由于当时社会还没有对电力的需库仑定律教学设计 介休一中 郭伟栋
库仑定律讲义
选修3-1第一章 静电场
第二节 库仑定律 导学案
一、 要点知识：
1、 探究影响电荷间相互作用力的因素：控制变量法。
可有定性的认识：电荷间距离一定时，电荷间的相互作用力随电荷量的增大而增大；电荷量一定时，电
荷间的相互作用力随电荷间的距离的增大而减小。
2、库仑定律：
（1）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）表达式： 221rQQkF
式中：r为两个带电体中心之间距离， k：静电力恒量，k=×109Nm2/C2（库仑扭秤）
（3）注意几点：
① 点电荷：
“点电荷”是一种理想化的物理模型，它是模仿力学的“质点”概念而建立的。严格理想化的点电荷应是一个带电的“几何点”，这是不存在的。当带电体间的距离比它们自身形体大得多，以致带电体的形状和大小相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看成是“点电荷”。
② 库仑定律是实验定律，k值的大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N；Q：C；r：m。
③ 库仑力的特点：
F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。
（4）应用库仑定律解题注意事项：
① 适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。
② 各量均用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。
③ 库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。
3、库仑定律与万有引力定律的比较：221rMMGF
（1）相同之处：
① 都是距离平方反比律。
② 相互作用力都是一对作用力和反作用力，作用力的方向都在两物体的连线上。
库仑定律 3
库仑定律
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，说明了电荷作用力的方向，电荷作用力的大小满足库仑定律，内容表述为：真空中两个静止的点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，和它们距离的二方成反比，作用力的方向在它们的连线上。公式：221rqqkF；静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2，适用条件：真空中，点电荷。
点电荷：只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的。
库仑定律适用条件的三点理解
(1)对于两个均匀带电绝缘球体，可以将其视为电荷集中于球心的点电荷，r为两球心之间的距离。
(2)对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布。
(3)库仑力在r＝10－15～10－9 m的范围内均有效，但不能根据公式错误地推论：当r→0时，F→∞。其实，在这样的条件下，两个带电体已经不能再看成点电荷了。
例1 两个半径为R的带电球所带电量分别为q1和q2，当两球心相距为r时，相互作用的库仑力大小为（ ）
A.F=k221rqq B.F＞k221rqq C.F＜k221rqq D.无法确定
解析 静电荷只能分布在金属球的外表面上，若是同种电荷则互相排斥，电荷间的距离r1大于r(如图1 (a)所示)。根据库仑定律，它们之间的相互作用力F1＜k221rqq；若是异种电荷则相互吸引，电荷间距离r2小于r(如图1(b)所示)，则它们间的相互作用力F2＞k221rqq，此题并未说明小球带何种电荷。若两球相距很远，即R<
答案 D
点评 此题易误选为A，其错误原因是库仑定律F＝k221rqq仅适用于点电荷间的相互作用，当电荷间的距离与电荷的线度相比不是很大时，便不能再视为点电荷。
例2 如图2所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球图1
静电力知识点例题讲解
静电力知识点例题讲解
考点一 对库仑定律的理解和应用
1．对库仑定律的理解
(1)F＝kq1q2r2，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距．
(2)当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大．
2．电荷的分配规律
(1)两个带同种电荷的相同金属球接触，则其电荷量平分．
(2)两个带异种电荷的相同金属球接触，则其电荷量先中和再平分．
考点二 静电力作用下的平衡问题
1.解决这类问题与解决力学中的平衡问题的方法步骤相同，只不过是多了静电力而已．
2.(1)解决静电力作用下的平衡问题，首先应确定研究对象，如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”．
(2)电荷在匀强电场中所受电场力与位置无关；库仑力大小随距离变化而变化．
考点四 带电体的力电综合问题
解决该类问题的一般思路
【思想方法与技巧】
用对称法处理场强叠加问题
对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用对称性不仅能帮助我们认识和探索某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题．利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的特点，出奇制胜，快速简便地求解问题．
例题
1．已知两个点电荷间的距离为L时，两点电荷间的库仑力为F．现把两点电荷间的距离变为2L，则要保持它们之间的库仑力不变，两点电荷的电荷量的乘积应是原来的（ ）
A．4倍 B．2倍 C．0.5倍 D．0.25倍
2．如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态。现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列说法正确的是( )
库仑定律 4
库仑定律、电场强度
重难点知识归纳及讲解
（一）电荷库仑定律
1、电荷守恒定律和元电荷
自然界中只有两种电荷，正电荷和负电荷。电荷的多少叫做电荷量，正电荷的电荷量用正数表示，
负电荷的电荷量用负数表示。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。使物体带电的方法有：（1）摩
擦起电；（2）接触带电；（3）感应起电。不管哪种方式使物体带电，都是由于电荷转移的结果。元电
荷e=1.60×10ˆ-191C.
2、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到
另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。
3、比荷：带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比，叫做该粒子的比荷。
4、库仑定律
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，与它们距离的二次方
成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（1
）公式
（2）k=9.0×10ˆ9N•㎡/c²
（3）适用于点电荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电体的尺寸）
5、由于物体带电是由于电荷的转移，可知，物体所带电荷量或者等于电荷量e，或者等于电荷量e
的整数倍。电荷量e称为元电荷，e=1.60×10ˆ-19C，比荷C/kg.
6、点电荷：如果带电体的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不计。这样的带
电体可看作点电荷，它是一种理想化的物理模型。
（二）电场电场强度
1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。
2、电场是一种特殊的物质形态。
3、电场强度
放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强。
（1
）公式
（2）单位V/m1V/m=1N/C
（3）矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。
4、点电荷电场的场强
5、电场的叠加原理：如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。这时某点
的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。这叫做电场的叠加原理。
库仑定律 5
第2节 库仑定律
一、库仑定律
1. 库仑力
电荷间的相互作用力，也叫做静电力。
2. 点电荷
带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看做带电的点。它是一种理想化的物理模型。
（1）. 点电荷是理想模型
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，是一种科学的抽象，其建立过程反映了一种分析处理问题的思维方式。
（2）. 带电体看成点电荷的条件
实际的带电体在满足一定条件时可近似看做点电荷。一个带电体能否看成点电荷，不能单凭其大小和形状确定，也不能完全由带电体的大小和带电体间的关系确定，关键是看带电体的形状和大小对所研究的问题有无影响，若没有影响，或影响可以忽略不计，则带电体就可以看做点电荷。
3. 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，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。
(2)表达式：F＝kq1q2r2，k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2。
(3)适用条件：真空中的点电荷。
(4)库仑力
①库仑力也称为静电力，它具有力的共性。
②两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反。
③方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来判断。
4. 库仑定律的两个应用
(1)应用库仑定律计算两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。
(2)应用库仑定律分析两个带电球体间的库仑力。
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，库仑定律也适用，二者间的距离就是球心间的距离。
②两个规则的带电金属球体相距比较近时，不能被看成点电荷，此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。如图甲，若带同种电荷时，由于排斥而作用距离变大，此时F＜kQ1Q2r2；如图乙，若带异种电荷时，由于吸引而作用距离变小，此时F＞kQ1Q2r2。
《库仑定律》教案（5篇材料）
《库仑定律》教案（5篇材料）
第一篇：《库仑定律》教案
《静电力
库仑定律》教案
莆田十中
吴珍发 【三维目标】 知识与技能：
1.知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式；
2.会用库仑定律进行有关的计算，培养学生运用定律解决实际问题能力；
3.知道库仑扭称的原理。过程与方法：
1.通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法；
2.通过探究活动培养学生分析问题并利用有关物理知识解决物理问题的研究方法。情感、态度和价值观：
1.通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义；
2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。【教学重点】
1.建立库仑定律的过程；
2.库仑定律的应用。【教学难点】
库仑定律的实验验证过程，库仑定律的应用。【教学方法】
实验探究法、交流讨论法，启发引导法 【教学过程和内容】 同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢？让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。 活动一：思考与猜想
同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的，因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗？
在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。
(问题2)带电体间的作用力（静电力）的大小与哪些因素有关呢？
请学生根据自己的生活经验大胆猜想。
电荷间的作用力与影响因素的关系
实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大；随距离r的增大而减小。（提示）我们的研究到这里是否可以结束了？为什么？
库仑定律公式变形
库仑定律公式变形
好的，以下是为您生成的关于“库仑定律公式变形”的文章：
在咱们学习物理的这个奇妙旅程中，库仑定律可是个相当重要的角色。库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间相互作用力的规律。它的公式是 F = k * (q1 * q2) / r² ，这里面 F 代表库仑力，k 是库仑常量，q1 和 q2 分别是两个点电荷的电荷量，r 是它们之间的距离。
那咱们今天就来好好聊聊库仑定律公式的变形。先从一个简单的例子说起吧。
记得有一次，我在教室里给学生们讲解库仑定律的变形。当时有个学生特别积极，叫小明。他一直盯着黑板上的公式，皱着眉头，一副苦思冥想的样子。我就问他：“小明，怎么啦？”他挠挠头说：“老师，这个变形我不太懂。”我笑着说：“别着急，咱们一起来看看。”
咱们先从求解电荷量入手。假如已知库仑力 F 、距离 r 以及库仑常量 k ，要求其中一个点电荷的电荷量 q1 ，那公式就可以变形为 q1 = F
* r² / (k * q2) 。
再比如说，如果要通过库仑定律求两个点电荷之间的距离 r 。那公式就变成 r = √(k * q1 * q2 / F) 。这就好比我们要找到两个小伙伴之间的“心灵距离”，通过他们之间的相互作用力和自身的“电量属性”就能算出来。 咱们再深入一点，假设在一个实验中，我们测量到两个电荷之间的库仑力为 10 牛，库仑常量是 9×10⁹ 牛·米²/库²，其中一个电荷的电荷量是 2 库仑，另一个电荷的电荷量是 3 库仑。那咱们来算算它们之间的距离是多少？
首先，把已知的数据代入公式 r = √(k * q1 * q2 / F) ，就得到 r =
√[(9×10⁹×2×3) / 10] 米。经过计算，就能得出这两个电荷之间的距离 r 。
在实际应用中，库仑定律的公式变形能帮助我们解决很多问题。比如说，在研究原子内部电子和原子核之间的相互作用时，或者在设计静电除尘器的时候，都需要用到库仑定律的公式变形。