12库仑定律课件
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课件12：1.2库仑定律
[特别提醒] (1)从宏观意义上讨论电子、质子等带电粒子时，完全可以把它们视为点电 荷． (2)带电的物体能否看成点电荷，有时还要考虑带电体的电荷分布情况．
[例 1] 下面关于点电荷的说法正确的是( ) A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B．体积很大的带电体一定不是点电荷 C．当两个带电体的大小、形状等因素对它们相互作用力的影响可忽略时， 这两个带电体可看成点电荷 D．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷
第一章 静电场
2 库仑定律
18世纪中叶以后，在已认识同种电荷相斥，异种电荷相吸基 础上，不少学者对电荷间的相互作用力规律进行了猜测和实验探索.
牛顿力学取得很大的成功，当时的电学家米谢尔、普里斯特 利、卡文迪许和库仑等人类比引力定律猜测电力亦遵循平方反比定 律.
法国科学家库仑通过扭力称实验给予平方反比律严格的实验 基础.库仑以其精妙的实验技巧和对物理学的贡献名垂科学史.
(1)两小球电性相同：相互接触时两小球电荷量平分，每个小球带的电荷量 为7q2＋q＝4q，放回原处后相互作用力大小为 F1＝k4qr·24q＝k16r2q2，故FF1＝176. (2)两小球电性不同：相互接触时电荷量先中和后平分，每个小球带的电荷 量为7q－ 2 q＝3q，放回原处后相互作用力大小为 F2＝k3qr·23q＝k9rq22，故FF2＝97. 所以选项 C、D 正确． 答案：CD
约1750年，德国柏林科学院院士爱皮努斯发现两带电体之间的距 离缩短时，两者之间的吸引力或排斥力明显增加，但没有继续研究下去.
大约1760年，丹尼尔·伯努利从牛顿力学自然观出发，猜测电力跟 万有引力一样，服从平方反比定律.其想法具有一定的代表性，引力平方 反比定律早已确立，对人们的自然观具有深刻的影响。
库仑定律-完整版课件
3．任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．所 以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和 __平__行__四___边__形___定则就可以求出带电体间的静电力的大 小和方向．
例1 (2012·辽宁抚顺一中高二检测)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
对 q1：kqx1q2 3－kqr1q2 2＝0 解上述两方程得：q3＝4q，x＝r。
[答案] (1)在q1的外侧距离为r处，对q3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
例 3 如图 3 所示，把质量为 0.2 g 的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电荷量为 4×10－8 C 的
小球 B 靠近它，当两小球在同一高度且相距
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷 量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷 量都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2 都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧。根据库仑 定律和平衡条件列式如下：对 q3：kqx3q21－kxq＋3qr22＝0
F＝mgtan 45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N. 题中小球 A、B 都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用 力大小 F＝kqAr·2qB F＝kqAr·2qB＝mgtan 45°， 所以 qA＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电均为 ＋Q，距离又变为原来的12，故库仑力大小为 F′＝kQ2r·Q2， 所以两球间库仑力的大小为43F，选项 C 正确．
例1 (2012·辽宁抚顺一中高二检测)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
对 q1：kqx1q2 3－kqr1q2 2＝0 解上述两方程得：q3＝4q，x＝r。
[答案] (1)在q1的外侧距离为r处，对q3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
例 3 如图 3 所示，把质量为 0.2 g 的带电小球 A 用丝线吊起，若将带电荷量为 4×10－8 C 的
小球 B 靠近它，当两小球在同一高度且相距
将 q1、q2 的已知量代入得：x＝r，对 q3 的电性和电荷 量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对 q3 的电性和电荷 量都有要求，首先 q3 不能是一个负电荷，若是负电荷，q1、 q2 都不能平衡，也不能处在它们中间或 q2 的外侧。根据库仑 定律和平衡条件列式如下：对 q3：kqx3q21－kxq＋3qr22＝0
F＝mgtan 45°＝0.2×10－3×10×1 N＝2×10－3 N. 题中小球 A、B 都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用 力大小 F＝kqAr·2qB F＝kqAr·2qB＝mgtan 45°， 所以 qA＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
电荷量先中和后均分，所以两球分开后各自带电均为 ＋Q，距离又变为原来的12，故库仑力大小为 F′＝kQ2r·Q2， 所以两球间库仑力的大小为43F，选项 C 正确．
库仑定律(课件)
图1.2-3
• 静电力与那些因素有关
静电力与距离和电量（属性）有关
探究静电力（电荷间的作用力）
二、基本模型：
• 牛顿力学的力学理论使用了那些物理模型？
万有引力使用质点模型
• 静电力使用了那些物理模型？
静电力使用点电荷模型
探究影响电荷间相互作用力的因素
距离相同，带电 小球偏转角不 同 ,可见其受力 大小不同。
从例题可以看出：电子和质子的静电力是它 们间万有引力的2.3×1039倍.正因如此,以后在研 究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力. （1）基本粒子(电子、质子、原子核、离子等)之 间的静电力远比它们之间的万有引力大得多，也 比本身受的地球引力(重力)大得多，所以都不考 虑万有引力作用 （2）质量较大的带电体小球、液滴、灰尘等， 一般要考虑重力作用．
第一章《静电场》
第二节 《库仑定律》
1、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷
注：所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数 倍。即电荷量是不能连续变化的物理量 电荷量的常用值： e=1.60×10－19C 2、比荷：电子的电荷量e与电子的质量m之比，称为电 子的比荷 电子的比荷：e/ m=1.76×1011C/kg （me=0．91×10-30kg）。
A B D
课堂训练
பைடு நூலகம்
2、下列说法中正确的是： A .点电荷就是体积很小的电荷． B .点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体． q1q2 C .根据 F k 0 时， 2 可知，当r r F ∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的．
D
思考题
两个带电球体，是否可以看成是集 中在球心位置的点电荷？
+q
+Q
+2q
1.2库仑定律 课件(共20张)
时微小微 ，观于观
N可带库粒
8.2 108 N
以电仑子 把粒力间
F引
G
m1m2 r2
6.7
10-11
1.67
1027 9.11031 (5.3 1011)2
N
万子，的 有的因万 引相此有 力互在引
3.6 1047 N
忽作研力
F库 2.31039 F引
q1
F
k
q2 r2
9.0 109 (2 0.52
106 )2
N
0.144N
q2
q3
F合 2F cos 30o 0.25N
合力的方向在 与 连线的垂直平分线
作业布置：
上网查阅资料，了解“静电复印”的原理
2.表达式： F
k
q1q2 r2
3.适用条件： 真空中静止的点电荷
4.静电力常量： k 9 109 N m2 / C 2
点电荷
1.定义： 当带电体间的距离比它们自身的大 小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷 分布情况对它们之间的作用力的影响可以忽 略时，这样的带电体就可以看做带电的点， 叫做点电荷。
困难一解决方案：
A
B
困难二解决方案：
F
A
B
F
F
C
库 仑 扭 秤 实 验 装 置
一.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
它们距离的二次方成反比，作用力的方向在
它们的连线上。
2.点电荷是一种理想化的模型；
例题1：
已知氢核（质子）的质量1.67 1027 kg ，电子的质量是9.11031kg ，在氢原子内它 们之间的最短距离为5.3 1011m 。试比较氢
新版 1.2库仑定律(共34张PPT)学习PPT
库仑定律的适用条件：
它们的加速度之比不断减少；
①真空中 ②点电荷
可见,微观粒子间的万有引力小于库伦力,因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把万有引力忽略掉。
√ 分析问题给定条件是否满足库仑定律的适用条件。
库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体。
二、库伦的实验 √ 培养学生热爱科学的精神。
教学难点：库伦扭秤实验 本规律，表达式 ，请你思考下面的问题：
库仑定律是电磁学的基本定律之一。 内，异种电荷沿连线向外）。
库仑定律求解注意问题 两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个小球的作用力相等，所以他断定这两个小
球的带电量相等。 它们的动能之和不断增加。
库仑定律的内容及条件 它们的相互作用力不断减少；
正确应用库仑定律解决多电荷之间的作用。 ①真空中 ②点电荷 现给小球一垂直于细线方向的初速度 ，使小球在水平面上开始运动。 把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置如上图比较小球在不同位置所受电力的大小 。 它们的相互作用力不断减少；
内容解析
一、库仑定律 二、库伦的实验
探究
影响电荷间相互作用力的因素
实 验 装 置 图
实验内容
把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在 丝线上的带正电的小球先后挂在p1,p2,p3等位置 如上图比较小球在不同位置所受电力的大小。小 球所受电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的 角度显示出来，偏角越大，表示小球受到的电力 越大。
把小球挂在同一位置，增大或减小它所带的 电荷量，比较小球所受电力大小的变化。
通过实验你观察到了什么现象？你能总结出 都有哪些因素在影响电荷间的相互作用了吗？这 些因素对作用力的大小有什么影响？
《库仑定律》PPT课件(第1课时)
在而有所变化。
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电
荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
已知：真空中有三个点电荷，它们固定在边长 L=50cm的等
边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6C。
求：它们各自所受的库仑力
q1
q3
F2
F
F1
q2
13
F1=K 2
F=2F1cos
2.定量研究
库仑扭秤实验
带电小球C
带电小球A
作用：(1)控制变量
(2)微小量放大
平衡小球
库仑扭秤实验
操作方法: 力矩平衡（静电力力矩＝
金属细丝扭转力矩）
思想方法：放大、转化
库仑
设计思想：控制变量法
库仑扭秤
实验表明：
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的
增大而减小。
根据控制变量法可猜想：电荷间的作用力会不会与
过细线偏离竖直方向的夹角显示出来。
F mg tan
T
实验过程
F
①探究F与r的关系
保持电荷量不变，改变悬点位置，观
察夹角变化情况。
②探究F与Q的关系
mg
改变小球带电量，观察夹角变化情况。
探究影响电荷之间作用力的因素
实验现象 ①Q不变时，
r变大，α角变小
r变小，α角变大
q1
q2
②r不变时，
Q变大，α角变大
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。
电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电
荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
已知：真空中有三个点电荷，它们固定在边长 L=50cm的等
边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10-6C。
求：它们各自所受的库仑力
q1
q3
F2
F
F1
q2
13
F1=K 2
F=2F1cos
2.定量研究
库仑扭秤实验
带电小球C
带电小球A
作用：(1)控制变量
(2)微小量放大
平衡小球
库仑扭秤实验
操作方法: 力矩平衡（静电力力矩＝
金属细丝扭转力矩）
思想方法：放大、转化
库仑
设计思想：控制变量法
库仑扭秤
实验表明：
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的
增大而减小。
根据控制变量法可猜想：电荷间的作用力会不会与
过细线偏离竖直方向的夹角显示出来。
F mg tan
T
实验过程
F
①探究F与r的关系
保持电荷量不变，改变悬点位置，观
察夹角变化情况。
②探究F与Q的关系
mg
改变小球带电量，观察夹角变化情况。
探究影响电荷之间作用力的因素
实验现象 ①Q不变时，
r变大，α角变小
r变小，α角变大
q1
q2
②r不变时，
Q变大，α角变大
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。
电荷间的这种作用力叫做库仑力或静电力。
物理库仑定律ppt课件
电场线的指向
电场线的指向表示电场强 度的方向，即正电荷受力 的方向。
电场强度与电势的关系
电势差与电场强度
在匀强电场中，电势差与 电场强度成正比，即 U=E*d。
电势与电场强度
在非匀强电场中，电势与 电场强度没有直接关系， 但沿电场线方向，电势逐 渐降低。
等势面
等势面是电势相等的点所 构成的曲面，在等势面上 移动电荷时，电场力不做 功。
电荷。
点电荷的场强
点电荷在空间中产生的电场强度与 该电荷的电量成正比，与距离的平 方成反比。
电场线
电场线是用来描述电场分布的假想 曲线，其方向与电场强度方向相同 。
电场线的概念
01
02
03
电场线的性质
电场线始于正电荷，终止 于负电荷，且不闭合。在 均匀电场中，电场线是等 距的直线。
电场线的疏密
电场线的疏密程度表示电 场强度的大小，越密集的 地方电场强度越大。
详细描述
在实验中，通过给定两个带电金属球的电量，测量电场力的大小，并观察电场力与电量之间的关系是否符合库仑 定律中的正比关系。
库仑定律的验证
库仑定律可以通过实验进行验证 。
著名的卡文迪许扭秤实验是验证 库仑定律的重要实验之一。
通过测量不同点电荷之间的相互 作用力，可以验证库仑定律的正
确性。
03 库仑定律的应用
电场强度的计算
总结词定律计算 电场中任意一点的电场强度。
物理库仑定律ppt课件
目录
Contents
• 库仑定律的概述 • 库仑定律的推导过程 • 库仑定律的应用 • 库仑定律的拓展 • 库仑定律的实验验证
01 库仑定律的概述
库仑定律的定义
总结词
《高三物理库仑定律》课件
03
库仑定律的应用
库仑定律在日常生活中的应用
01
02
03
静电现象
库仑定律可以解释静电现 象，如静电感应、静电屏 蔽等。
电场与电势
库仑定律与电场、电势的 概念密切相关，可以用来 计算电场强度和电势差。
电磁感应
在电磁感应现象中，库仑 定律可以用来解释电磁场 的相互作用和变化规律。
库仑定律在科学实验中的应用
总结词
等势面的概念
详细描述
在电场中，等势面是具有相同电势能的各点构成的曲面。 在等势面上移动电荷时，电场力不做功。
总结词
电势能与电势的关系
详细描述
在电场中，某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电 势能。因此，电势能与电势成正比，与电荷量成正比。
电容器的原理与应用
总结词
电容器的原理
详细描述
电容器是储存电荷的元件，其储存电荷的能力用电容表 示。一个电容器的电容是指其容纳电荷的本领，与电量 和电压无关。
01
静电实验是验证库仑定律的重要 手段之一，通过静电实验可以观 察到电荷之间的相互作用力，从 而验证库仑定律的正确性。
02
静电实验具有简单易行、效果明 显的特点，因此在高中物理实验 中常常被采用。
静电实验的原理
静电实验的原理基于库仑定律，即两 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。
库仑定律的公式
总结词
库仑定律的公式是F=k*q1*q2/r^2。
详细描述
库仑定律的公式表示两个点电荷之间的作用力F等于常数k与两个点电荷电量q1 和q2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。其中k是静电力常量。
库仑定律的适用范围
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12 2
=8.2×10-8N
F引
G
m1 m2 r2
=3.6×10-47N
说明：微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因
此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万
有引力忽略
小结
1、内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力, 跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的 二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
问：应如何做好建筑物内部的防雷工作？ 答：要做好建筑物内部的防雷，就是要在电源、电 话、电视、计算机网络等的进线处，安装相应的避雷 器，在雷电波侵入时，避雷器就会将雷电流泄放到大 地网络版上，避免室内的电器设备等被击坏或烧坏， 甚至引起火灾。
A．F/2
B．F/4
C．F/8
D．3F/8
雷雨天，碰到断了的电线千万不要去碰，
雷电特别大时，最好单腿蹦着前进，或者双脚并拢向 前跳，而不是迈大步奔跑，因为步子越大，所产生的 跨步电压就越大，越容易被雷击。
专家指出，发生雷电时，尽可能地关闭各类家用电器， 并拔掉电源插头，以防雷电从电源线入侵。
打雷时不要开窗户，不要把头或手伸出户外，更不要 用手触摸窗户的金属架。
D、将它们的电荷量均变为原来的2倍
例1:在真空中有两个相距 0.3 m的点电 荷 ， 所 带 的 电 荷 量 分 别 是 2×10-8 C 和-4×10-8 C 。 求每个电荷受到的静 电力有多大，是引力还是斥力？
分析：如图所示，用“+” “–”号表 示电荷的正负。根据牛顿第三定律，电
荷q 1 、q 2 之间的作用力F1 和 F2 是
正是排斥力，结果为负是吸引力。
例题2：已知氢核（质子）的质量是1.67×10-27kg， 电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内他们之间的 最短距离为5.1×10-11m。试比较氢原子中氢核与电 子之间的库仑力和万有引力
解 氢核与电子所带电荷量都是1.6×10-19C
F r 库 k
公式：
F
k
q1q2 r2
其中K叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
适用范围：1.真空中； 2.静止点电荷. 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
库仑力的方向：在它们的连线上。 同种电荷 异种电荷
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是： A .真正的点电荷是不存在的． B .点电荷是一种理想模型． C .足够小的电荷就是点电荷． D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的 尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究 的问题的影响是否可以忽略不计
电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）
A．F1 = F2 C．F1 ＞ F2
B．F1 ＜F2 D．无法判断
课堂训练
3、真空中有A、B两个点电荷，相距r时相互
作用力为F，欲使它们之间的相互作用力变
为F/4，下列说法可行的是（ B
）
A、将它们的距离变为r/2
B、将它们的电荷量均变为原来的一半
C、将它们的距离变为r/4
第一章《静电场》
第二节 《库仑定律》
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷 之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？
点电荷 ：当带电体间的距离比他们自身的大小大
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以忽略时，这样的 带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷
雷电交加时，勿打手机或有线电话，应在雷电过后再 拨打。
若有人遭到雷击，停止呼吸时，应及时进行人工呼吸 和外部心脏按摩，并迅速送往医院进行救治。
问：个别建筑物安装了避雷针后仍遭雷击，为什么会出现 这种现象？
答：并不是安装了避雷针就万事大吉。一般情况 下，避雷针只能避免直击雷直接击中建筑物和保护建 筑物内的人身安全。但从各地上报的雷电灾害事故分 析，雷灾事故80％是由感应雷造成，雷电可沿电源、 电话等金属导体侵入屋内，同样会危及人们的生命及 电器、设备的安全。
2、公式：F
k
q1q 2 r2
k=9.0×109N·m2/C2
3、适用条件：⑴ 真空（空气中近似成立）
⑵ 点电荷
4、点电荷：是一种理想模型，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.
课堂训练
三个相同的金属小球a、b和c，原、b之间的静电力为F 。现将c球 分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静 电力将变为（ ）。
ABD
思考题
当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是 否可以看做是集中在球心位置的点电荷？
1、如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以
2、如果是两个球形带电导体：不可以
课堂训练
2、两个半径为0.3m的金属球，球心相
距1.0m放置，当他们都带1.5×10−5 C
的正电时，相互作用力为F1 ，当它们 分别带+1.5×10−5 C和−1.5×10−5 C的
大小相等，方向相反。
q1 F
1
+
q2 F
2
r
解：正、负电荷之间的相互作用力为吸 引力，大小为
F1
F2
k
q1q2 r2
9.0109 2108 4108 N 0.3 2
8.0 105 N
小结：①在应用库仑定律时，可用电量的
绝对值求解力的大小，再分析是引力还是斥力 ②也可将正负号带入计算，结果为
点电荷类似于力学中的“质点” ，是一种理想化 的模型
探究影响电荷间相互作用力的因素
实验表明：电荷之间的作用力 （1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少
库仑定律
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。