高中物理选修3-1,库仑定律
高中物理选修31知识点总结
高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结高中物理选修3-1知识点总结第一章电场一基本公式1.库仑定律：F静=KQ1Q2r2(k9.0109Nm2/c2)2．场强（1）定义式：EF电q（2）点电荷：EKQr2（3）匀强电强：EUd3.电场力：F电Eq4.电势差：UABWABABqAWAOq5.电场力做功：与重力做功类同，做正功电势能减少，做负做电势能不断增加（1）W电=Uq（2）W电=F电scos6.电容器：QQ（1）cU{（2）Cs4kd7.电荷以初速度为零先进入加速电场U1再进入偏转电场U2：（1）水平侧移技术水平距离即竖直方向位移：U2y2l4U1d（2）：tanU2l2Ud18.带电粒子在电场中的位移：（1）粒子穿过电场的时间：tLv0（2）在磁场中的加速度：aUqmd（3）搬回电场时的侧移距离：y12at2（4）离开电场时的速度偏向角：tanvyatvxv0二．基本规律1.电荷守恒定律a.带同种电荷的相同两球先接触后再分开，则两球各带总电荷量的一半b.带异种电荷的相同两球先之后接触后再分开，则电荷先中和再均分。
2.库仑定律条件：真空中的点电荷3.场强方向：规定：把正电荷受力的方向规定为场强方向4.电场线：（1）不相交、不相切，不闭合（2）密的地方场强大，疏的地方场强弱（3）某点的强场方向与该点的切线方向一致5.等势线：（1）与电场线垂直（2）在等势线上移动电荷，电场力不做功（3）等势线密的地方场强大，疏的地方场强弱6.等量这三类电荷电场分布：7.等量生化电荷电场分布：8.电容器：a.与源断开，电量Q不变；b.与电源接通电压U不变。
9.力做功：（1）电场力：仅仅决定电势能的变化。
正功，电势能减少；负功，电势能增加。
（2）重力：只决定重力势能的变化。
正功，重力势能减少；负功，重力势能增加（3）安培力：做正功电能转化为机械能，做负功机械能转化为电能。
做多少功，就转化多少能量。
（4）洛仑兹力：对运动电荷永远不够做功，始终与速度方向垂直。
物理：1.2库仑定律新人教版选修(3-1)
第1章 静电场
人 教 版 物 理
1 答案： ① F∝ 2 r 中的点电荷
② F∝ q1q2
q1q2 ③ F＝ k 2 ④真空 r
选修3-1
第二节
库仑定律
定性关系： 电荷量越大，距离越小， 电荷之间的作用力越大
定量关系？ r一定时， q一定时，
F q1q 2
1 F r
2 2 F q1 q2 1 F 2 r
4 答案： 7
点评：完全相同金属球接触时电荷分配原则： 同种电荷总电荷平分，异种电荷先中和，剩 余电荷再平分，同时注意电荷守恒定律与库 仑定律的结合．
变式1 (2011·福州中学高二期中 )已知真空 中两点电荷Q与q的作用力为F，现使它们的 带电荷量都增加为原来的 2 倍，并把它们之 间的距离缩小为原来的一半，则此时它们之 间的作用力为( ) A． F B．4F C． 8 F D．16F
一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的 （取决于自身的几何形状大小与带电体之间距离的比较），不 能单凭其大小和形状确定． 2．注意区分点电荷与元电荷
(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷 量的最小单位．
(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带 电量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电量的整数 倍．
力分析时要分别分析． (2)库仑力和万有引力表达式的相似性，揭示了 大自然的和谐美和多样美．
三、库仑定律的应用
1．适用条件：真空中两个点电荷间的相互作用． 2．库仑力具有力的一切性质：物质性、矢量性、相互性等， 两点电荷间的库仑力是相互作用的，其大小相等，方向相反． 3．将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行． 即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷Q1、Q2的带电 性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中 从而算出力的大小； 力的方向再根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引加以
高中物理选修3-1-库仑定律
库仑定律知识集结知识元库仑定律知识讲解一、内容：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，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．二、表达式：F=k，式中k表示静电力常量，k=9.0×109N∙m2/C2．三、库仑定律适用条件1．库仑定律只适用于真空中的静止点电荷，但在要求不很精确的情况下，空气中的点电荷的相互作用也可以应用库仑定律．2．当带电体间的距离远大于它们本身的尺寸时，可把带电体看做点电荷．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做点电荷了．3．对于两个均匀带电绝缘球体，可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．4．对两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．四、应用库仑定律需要注意的几个问题1．库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化模型，当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．2．库仑定律的应用方法：库仑定律严格地说只适用于真空中，在要求不很精确的情况下，空气可近似当作真空来处理．注意库仑力是矢量，计算库仑力可以直接运用公式，将电荷量的绝对值代入公式，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来判断作用力F是引力还是斥力；也可将电荷量带正、负号一起运算，根据结果的正负，来判断作用力是引力还是斥力．3．三个点电荷的平衡问题：要使三个自由电荷组成的系统处于平衡状态，每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反，也可以说另外两个点电荷在该电荷处的合场强应为零．例题精讲库仑定律例1.'一个挂在绝缘丝线下端的带正电的小球B，由于受到固定的带电小球A的作用，静止在如图所示的位置，丝线与竖直方向夹角为θ，A、B两球之间的距离为r且处在同一水平线上。
已知B 球的质量为m，带电荷量为q，静电力常量为k，A、B两球均可视为点电荷，整个装置处于真空中。
高中物理人教版选修3-1库仑定律
库仑定律★新课标要求（一）知识与技能1、掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念2、理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量3、会用库仑定律的公式进行有关的计算（二）过程与方法通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。
培养学生观察、概括能力。
（三）情感、态度与价值观渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。
★教学重点掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。
★教学难点库仑定律的实际应用★教学方法实验归纳法、讲授法★教学用具：有绝缘支架的小球、细线、小球、验电器，多媒体辅助教学设备★教学过程（一）引入新课教师：上节课我们学习了电荷及电荷守恒定律，了解了物质内部的微观结构，掌握了物体带电的实质。
通过静电感应现象知道电荷间存在相互作用力。
那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关，存在怎样的规律？这节课我们就来深入学习这方面的知识。
（二）进行新课1、演示实验演示：用与丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次使球带正电，再用丝线将小球悬于铁架台上，使较大的球靠近，小球放在不同位置。
如图所示。
［现象］位置不同，偏角不同，且距离越近，偏角越大。
［学生得］偏角越大，说明小球所受电力越大，即两球距离越大，电力越大。
［演示］将较大球放在同一位置，增大或减小其所带电量。
［现象］带电量越大，偏角越大。
［学生得］带电量越大，电力越大。
师生总结，得出结论：与电荷间相互作用力有关的因素：a.两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大。
b.两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大。
过渡：早在我国东汉时期已经掌握了电荷间相互作用的定性规律，定量讨论电荷间相互作用，则是两千年之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。
2、库仑定律投影：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，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
物理选修3-1》知识点总结
物理选修3-1》知识点总结物理选修3-1》知识点总结第六章静电场第1课时库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律在自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。
例如，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
电荷量的基本单位是元电荷，电荷守恒定律指出电荷不能被创造或消灭，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，电荷的总量保持不变。
考点2.库仑定律库仑定律描述了在真空中静止的两个点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
这个作用力的大小可以用公式F=kQ1Q2/r^2来计算，其中k是静电力常量，等于9.0×10^9 N·m^2/C^2.考点3.电场强度电场是存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质，对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度是放入电场中的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值，通常用N/C或V/m来表示。
电场强度有三种表达方式：定义式、决定式和关系式。
电场强度是一个向量量，其方向与正电荷在电场中受到的电场力的方向相同，与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的向量和，这种关系叫做电场强度的迭加，电场强度的迭加遵从平行四边形定则。
考点4.电场线、匀强电场电场线是为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。
电场线是为了直观形象的描述电场而假想的，实际上是不存在的理想化模型。
匀强电场是指在空间中电场强度大小和方向都相同的电场，可以用平行板电来实现。
1.电场线的性质电场线起始于正电荷或无穷远，终止于负电荷或无穷远，是不闭合的曲线。
任意两条电场线不会相交。
电场线的疏密程度表示电场的强度，而某点切线的方向表示该点的场强方向，但并不代表电荷在电场中的运动轨迹。
高中物理选修3-1教案：库仑定律
库仑定律整体设计教学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。
教学目标1. 定性了解电荷间的相互作用力规律, 掌握库仑定律的内容及其应用。
2. 通过观察演示实验, 概括出电荷间的作用规律。
培养学生观察、分析、概括能力。
3. 体会研究物理问题的一些常用的方法, 如: 控制变量法、理想模型法、测量变换法、类比法等。
4. 渗透物理方法的教育, 运用理想化模型的研究方法, 突出主要因素、忽略次要因素, 抽象出物理模型——点电荷, 研究真空中静止点电荷相互作用力问题。
5．体会科学研究的艰辛, 培养学生热爱科学的、探究物理的兴趣。
6．通过静电力与万有引力的对比, 体会自然规律的多样性与统一性。
教学重点难点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。
教学方法与手段1. 探究、讲授、讨论、实验归纳2. 演示实验、多媒体课件教学媒体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。
知识准备自然界存在着两种电荷, 同种电荷相排斥, 异种电荷相吸引。
教学过程[事件1]教学任务: 创设情境, 引入新课师生活动：《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求, 加上当时也没有测量电力的精密仪器, 因此, 人们对电的认识一直停留在定性的水平上。
直到18世纪中叶人们才开始对电进行定量的研究。
现在就让我们踏着科学家的足迹去研究电荷之间的相互力。
演示实验:首先转动感应起电机起电, 然后利用带电的物体吸引轻小物体的性质使通草球与感应起电机的一端相接触, 通草球带同种电荷后弹开, 最后改变二者之间的距离观察有什么现象产生？(注意：观察细线的偏角)猜想: 电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关？可能因素: 距离、电荷量及其他因素。
1.2库仑定律(选修3-1)
• 点电荷（理想模型）：当带电体间距 离比它们自身的大小大很多，带电体 的形状、大小及电荷分布状况对它们 间作用力的影响可忽略不计时，可将 其看作有电荷量的点(R<<r)
– ②均匀带电球体或球壳对其外部点电荷r
的作用，r是两球心间的距离
– ③公式不适用于 r 0的情况
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：
θ
++
+ A+
B
++
• 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，如果引入另一个点电荷c，正 好能使这三个点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．
• 思路图解：
解析： 依题意作图，如图所示， 设点电荷 c 与 a 相距为 x，则 b 与
c 相距为 l－x，c 的电荷量为 qc. 对点电荷 c，其所受的库仑力的合力为零，即 Fac＝Fbc. 根据库仑定律有：k＝qxcQ2 ＝kql－c·4xQ2 解得：x1＝13l，x2＝－l
静电力 库仑定律
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。
荷均在电场力的作用下处 于平衡状态，则C应带电 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
• 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．
人教版选修3-1 第一章静电场-电荷在电场中的受力分析 库仑定律(无答案)
电荷在电场中的受力分析1-1库仑定律（受力分析）库仑定律表达式：F = 221r q q k ；其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量，k = 9.0×109N m 2/C 2.例1、真空中两个相同的等量同种电荷的金属小球A 和B （均可看成点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F ；如果用一个不带电的同样的金属小球C 先与A 接触，再与B 接触，然后移开C ，此时A 、B 两球间的静电力为F 1；如果将A 、B 间距离增大到原来的3倍，则A 、B 间的静电力为F 2，则F ：F 1：F 2为多少？例2、如图所示、三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一条直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，q 1、q 2之间的距离为L ，q 1、q 2、q 3的电荷量分别为+Q ，-3Q ，+4Q ，求每个电荷所受的静电力为多少？方向如何？例3、如图所示为一边长为L 的正方形，在A 、B 、C 、D 分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求C点位置电荷所受的静电力。
例4、如图所示为一边长为L的菱形，∠B=600，A、B、C、D分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求D点位置电荷所受的静电力。
例5、如图所示为一半径为R的圆形，在A、B、C、D分别固定一个正电荷，电荷量为Q，求D点位置电荷所受的静电力。
例6、如图所示为一边长为L的正三角形，在A、B、C、O分别固定一个正电荷，（O点为三角形ABC的内切圆的圆心）电荷量为Q，求O点位置电荷所受的静电力。
例7、如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离．此时细绳的拉力为多少？例8、如图所示，两个完全相同的带电小球，电荷量均为q，细绳的长度为L，两小球均处于静止状态，则两个小球的质量为多少？此时细绳的拉力为多少？例8、如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ，在Q 的正上方P 点用绝缘线悬挂一个小球B ，A 、B 两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A 、B 两小球的电荷量逐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少，则在漏完电之前，拉力的大小将( )A ．保持不变B ．先变小后变大C ．逐渐变小D ．逐渐变大例9、如图所示，两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为21θθ和相等，求m 1和m 2的大小关系。
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（2）1e=1.60×10 19C
物 理 学 家 库 仑
（二）、电荷守恒定律 物体带电的实质 • 电子的得失
1、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。 2、表述二：一个与外界没有电荷交 换的系统，电荷电荷的代数和保持不变。
实质
使物体内正负电荷分开
转移过程中电荷总量不变
19 10 元电荷：e=1.6 ×
内容： 库 伦 定 律
F k
公式：
Q 1Q 2 r2
适用条件： 真空中的点电荷
Q 1Q 2 Q带电荷量的绝对值 应用：只计算大小：F k 2 r 方向；同斥，异引
百尺竿头 更进一步！
2
Q1Q2
= -1.0×10
-11C
k r² 2),1/24倍
F
=
=
3.6×10-中只存在两种电荷 电荷量：电荷的多少 单位：库伦 使物体带电的方法和实质：
电 荷
一个物体 转移电荷 另一个物体 电荷守恒定律： 物体一部分 另一部分
a.摩擦起电 b.静电感应 C.接触起电
P立即把M排斥开 P先吸引M，接触后又把M排斥开
M
答:D正确
4.两个完全相同的小金属球，相距50cm, 一个的电荷量为+4.0×10-11C ,另一个带 点量为-6.0×10-11C, 把两球接触，分开 后仍然相距50cm, 它们之间的静电力有 多大？这个力是原来的多少倍？
1),Q1
=Q=
2
32
-6.0×10-11+4.0×10-11
当两个带电体的形状对它们相互作用力的 影响可以忽略时，这两个带电体可看作点电荷。 任何带电球体，都可以看作电荷全部集中于 球心的点电荷
D
答:C正确
2．两个点电荷相距r时，相互作用力为F则
A 电荷量不变距离加倍时，作用力变为F/4 B 其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，
作用力不变
C 每个电荷的电荷量和两电荷间距减半时，作用
抢答：真空中两个电荷量都是
1C异种点电荷,它们之间的距离为 1m时的相互作用力为多少？
F =K r² = 9.0 × 10 ×
静
9
Q1Q2
=9.0 × 109 ( N)
1×1 1²
思考：若使它们间的距离为300米，则两 电荷间的引力为多少？
比较： F F
万
静
F =G
万
m1m2
r²
?
F =K
静
Q1Q2
跟它们的电量的乘积成正比 , 跟它们间距离的二 次方成反比 ,作用力的方向在它们的：连线上。
2、库仑扭秤实验 3、数学表达式 Q1Q2
Q1、Q2 :电量
F=K
r²
r : 距离 F : 作用力
静电力恒量: k=9.0 × 109 N· m² /C² （三）、说明：
（1）只适用于真空中的点电荷 （2）只计算大小，方向点的连线上。吸力、斥力 （3）力的独立作用原理
力为4F
D 每个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍
数时，作用力不变
答:AD正确
3 ．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球 M ， M表面镀有铝膜。在M的近旁有一在绝缘支架上 的金属球P，开始时M，P都不带电，如图13-1-1 所示，先使P带电，则（ ）
A B C D
M，P之间不发生相互作用
P
P将吸引M，吸在一起不分开
r²
【例题】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=9.1×10-31kg, 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 。
F =K
静
解 ：电子和质子的静电引力F1和万有引力F2分别是 Q1Q2 m1m2
r²
2
F =G
万
r²
F F
（三）、元电荷 （1）e=1.60×10 19C
(n∈Z)
（2）Q=ne
（3）电子的比荷 : e/me
密立根(Robert Andrews Millikan， 美国实验物理学家。1896年-1921年 间，密立根在世界顶级学府芝加哥大 学进行了一系列测定电子电荷以及光 电效应的卓越工作，包括著名的油滴 实验。 因而获得1923年诺贝尔物理学奖。 密立根
(likan,1868～1953)
P4:课本上作业处理
第二节
库仑定律
(一)、实验研究 实验
1、定性实验
2、定量实验
库仑扭秤实验 库仑定律 （Coulomb‘s law）， 法国物理学家查尔 斯· 库仑于1785年发现。
（二）、库仑定律 1、定律：在真空中两个点电荷间的作用力 （二）库仑定律
第一章 静电场
首页 一、电荷及其守恒定律
（一）、两种电荷 1、正、负电荷（+ -电荷的规定？）
同种电荷相斥，异种电荷相吸
2、摩擦起电（转移电子）
3、物质电结构 4、使物体带电的方法 （1）摩擦起电 （2）接触带电 （先中和，再重新分配） （3）感应起电 （先使正负电荷重心分开…）
电荷的多少叫电荷量 （物理量：电量Q） (单位：库仑C)
静
万
= Gm m = = 2.3×10
1
kQ1Q2
9.0×109 × 1.60×10-19 × 1.60×10-19
6.67×10-11 × 9.1×10-31 × 1.67×10-27
39倍
练 1．下列关于点电荷的说法这，正确的是（ ） 习 A 只有体积很小的带电体，才能看作点电荷。 1
B C
体积很大的带电体一定不是点电荷。