人教版高中物理选修3-1《库仑定律》
FiveFox
对于一般的带电体,静电力也比万有 引力大得多,因此研究两个带电体间的相 互作用时也忽略万有引力. 一般带电体受到的重力是它和巨大 地球之间的万有引力,通常都比较大,所以 就不能忽略. 而基本粒子像电子、质子、原子核 等,因为其本身质量非常小,即使与地球之 间的万有引力也很小,所以基本粒子受到 重力往往也很小,所以基本粒子所受的重 万州二中 FiveFox 力往往可忽略不计.
当多个带电体同时存在时,每一 带电体间的库仑力仍遵守库仑定律. 某一带电体同时受到多个库仑力作 用时,可利用力的平行四边形定则求 出合力.
万州二中 FiveFox
万州二中 FiveFox
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。
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
在空气中的结果与真空中相差很小， 因此在空气中也可使用真空中的公式
万州二中 FLeabharlann veFox点电荷1、在研究带电体间的相互作用时，如果带电 体本身的线度远小于它们之间的距离．带电体本 身的大小，对我们所讨论的问题影响甚小，相对 来说可把带电体视为一几何点，并称它为点电荷。 2、点电荷是实际带电体在一定条件下的抽 象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理 想化的模型。 3、点电荷本身的线度不一定很小，它所带 的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的 “质点”类似。
研究仪器：库仑扭秤
万州二中 FiveFox
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。 q1q2 K为静电力常量： 大小： F k 2 K=9.0×109N· 2/C2 m r 计算大小时只将电荷量的绝对值代入. 方向: 在两点电荷的连线上, 同种电荷相斥,异种电荷相吸.
万州二中 FiveFox
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。 适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
3.静止
两个静止的电荷 一个电荷静止,另一个电荷运动的情况 例如:原子核外电子绕核运动时, 核对电子的力同样遵循库仑定律 万州二中 FiveFox
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
√ √ √
万州二中 FiveFox
课堂训练
4、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的电量时， 相互作用力为F2 , 则（ B ） A ． F1 = F2 B．F1 ＜F2 C． F1 ＞ F2 D．无法判断
（2）随距离的增大而减少 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
万州二中 FiveFox
库仑的实验
研究方法：控制变量法 1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r，从实验结果中库仑得出静电力 与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
2.F与q有关
结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量，从实验结果中库仑得出静电力与 电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
万州二中 FiveFox
相同点 (1)两种力都与距离的二次方成反比 (2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比. (3)两种力的方向都在两物体的连线上.
库仑力(静电力) 与万有引力
不同点 (1)描述了两种作用.(性质不同) 库仑力是由于物体带电引起的作用, 万有引力是由于物体具有质量引起的作用. (2)力的大小与相关的物理量不全相同; 库仑力是电荷量,万有引力是质量 (3)静电力可以是引力,也可以是斥力, 万有引力只能是引力. (4)常量不相同 万州二中
3.1真空中的库仑定律
万州二中 FiveFox
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？ 1、可能跟电荷电量有关 2、可能与两个电荷间的距离有关
万州二中 FiveFox
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
人教版物理选修【3-1】《库仑定律》ppt课件
向在它们的连线上.
2.表达式
F
k
Q1Q2 r2
式, 中k叫做静电力常量,k的数值是
9.0×109N·m2/C2
三､静电力的叠加原理
对两个以上的点电荷,两个点电荷间的作用力不受其他电荷的 影响,其中每一个电荷所受的总的静电力,等于其他电荷单 独存在时对该点电荷的作用力的矢量和.
知识梳理图
课堂互动探究
典例分析 一､对库仑定律适用条件的理解 例1:两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球
心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
A.F
k
q1q2 (3R)2
C.F
k
q1q2 (3R)2
B.F
k
q1q2 (3R)2
D.无法确定
解析:因为两球心距离不比球的半径大很多,所以不能
看做点电荷,必须考虑电荷在球上的实际分布.当q1､ q2是同种电荷时,相互排斥,分布于最远的两侧,电荷 中心距离大于3R;当q1､q2是异种电荷时,相互吸引,分 布于最近的一侧,电荷中心距离小于3R,如下图(a)､(b
当两个电荷均静止或只有其中一个电荷运动时,库仑定律适用, 或两点电荷运动速度不大的情况下,库仑定律也是适用的. 如果两电荷运动速度较大,库仑定律就不再适用,所以我们 说库仑力为静电力.
5.当多个带电体同时存在时,每一个带电体间的库仑力仍遵守 库仑定律,某一带正电体同时受到多个库仑力作用时,可以 利用矢量求合的方法求出合力.
;
c平衡 : k
q1q3 x2
k
q2q3 (0.4 x)2
.
显见,上述三个方程实际上只有两个是独立的,解这些方程,可 得有意义的解:
人教版《高中物理选修3—1》PPT课件 库仑定律
=8.2× 10-8N
由万有引力定律得： F万=G =6.67 ×10-11
1.67×10-27×9.1×10-31 -47N × =3.6 × 10 (5.3×10-11)2
题后小结：
（1）、研究微观粒子的相互作用时，可忽略万有引力 （2）、库仑力是成对出现的，遵循牛顿第三定律
课堂小结：
一条思路： 提出
问题
科学 猜想
实验 探究
得出 结论
二个方法：
控制变量法 类比联想法
一条定律： 库仑定律
q1q2 F=k r2
课下思考
+
q1
r1
r2
q3
+
?
q2 +
人民教育出版社《高中物理选修3—1》第一章第2节
F
q1
+
q2
+
F'
q1
+
F F'
q2
-
提出问题1
影响电荷间 库仑力大小 的因素有哪 些？
猜想
q1 q2 r
实验探究 方 法 控制 变量 法 r q2 q1
结论
F F F
m1m2 F引=G r2 联 想 提出问题2
F与 q1、q2、r 的定量系？
猜想
实验探究
方 法
结论
q1q2 F∝ 2 r
控 制 变量法
q1q2 F∝ 2 r
实验探究1
控制变量
电量q1不变 实验现象
探究结果
电量q2不变
改变距离r
r
θ
r
F
电量q1减小
距离r不变
q1 θ
q2 θ
q1 F q2 F
电量q2减小
高中物理人教版选修3-1第一章第二节 库仑定律精品PPT课件
k qBqC rBC 2
4kq2 r2
FAC
k qAqC rAC2
2kq2 r2
所以
FC
FBC
FAC
k
2q 2 r2
方向：指向B
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.点电荷.
关注： 带电体可视为点电荷的条件
1、如果带电体本身的线度远小于它们之 间的距离．带电体本身的大小，对我们 所讨论的问题影响甚小，可把带电体视 为一几何点，并称它为点电荷。
2、点电荷是实际带电体在一定条 件下的抽象，是为了简化某些问题的 讨论而引进的一个理想化的模型。
1.61019 1.61019
5.31011 2
N
=8.2×10-8 N
F万
G
m1m2 r2
6.7 1011
1.67 1027 9.11031 5.31011 2
N
3.6 1047 N
注：代入公式的电荷量用绝对值
例题2:真空中有三个点电荷,它们固定在 边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每 个点电荷都是+2 X 10-6C,求它们所受的 库仑力. q1
+
q2 +
q3 +
F2
F1
F3
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． A B D
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
高中物理人民教育出版社库仑定律选修3—1
典型例题
例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． q1q 2 C .根据 F = k 可知，当r 0 时， 2 r F ∞ D .静电力常量的数值是由实验得到的． 答案：D．
ห้องสมุดไป่ตู้
典型例题
例3、
图1.2-3
例4、试计算一个质子与一个电子间的 、 库仑力和重力之比值。已知电子质量 库仑力和重力之比值。 9.1×10-31kg，质子质量是 × ，质子质量是1.67×10-27kg， × ， 它们的电量都是1.6× 它们的电量都是 ×10-19c。 。
点电荷
点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象， 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象， 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理 想化的模型。在研究带电体间的相互作用时， 想化的模型。在研究带电体间的相互作用时， 如果带电体之间的距离远大于它们本身的大 以致电体的形状、 小．以致电体的形状、大小以及电荷分布状 况对它们之间相互作用力的影响甚小， 况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样 的带电体就可以看作带电的点， 的带电体就可以看作带电的点，并称它为点 电荷。但点电荷本身的线度不一定很小， 电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它 所带的电量也可以很大。 所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与 力学中的“质点”类似。 力学中的“质点”类似。
库仑的实验
库 仑 扭 秤
库仑的实验
研究方法：控制变量法. 研究方法：控制变量法. 1.F与r有关 结论：保持两球上的电量不变， 结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r， 的距离 ，从实验结果中库仑得出静电力与距离 的平方成反比，即 F∝1/r2 的平方成反比， ∝ 2.F与q有关 与 有关 结论：保持两球间的距离不变， 结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量， 电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的 乘积成正比， 乘积成正比，即 F ∝q1q2
高中物理 库伦定律课件1 新人教版选修3
探究影响电荷间相互作用力的因素
带电量相同，带 电小球偏转角不 同 ,可见其受力 大小不同。
+Q +q
使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 使得q不变：科学家们通过实验验证当物体距离越远， 物体受到的库仑力就越小。 物体受到的库仑力就越小。
探究影响电荷间相互作用力的因素 实验表明： 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 ）
课堂训练
三个相同的金属小球a 原来c 4、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不 带电， 带等量异种电荷， 带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定 距离放置， 之间的静电力为F 现将c 距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c 球分别与a 接触后拿开， 球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的 静电力将变为（ 静电力将变为（ ）。 B． A．F/2 B．F/4 D． C．F/8 D．3F/8
高中物理新人教版 选修３-１系列课件
第一章《静电场》
第二节 《库仑定律》
教学目标
• （一）知识与技能 • 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定 律的含义及其公式表达，知道静电力常量． • 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． • 3．知道库仑扭秤的实验原理． • （二）过程与方法 • 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得 出库仑定律 • （三）情感态度与价值观 • 培养学生的观察和探索能力 • 重点：掌握库仑定律 重点： • 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 难点： • 教具 教具：库仑扭秤(模型或挂图)．
三、元电荷：最小的电荷量叫做元电荷 元电荷：
注：所有带电体的电荷量或者等于e，或者是 的整数 所有带电体的电荷量或者等于 ，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： 电荷量的常用值： e=1.60×10－19C × 比荷：电子的电荷量e与电子的质量 之比， 与电子的质量me之比 五、比荷：电子的电荷量 与电子的质量 之比，称为 电子的比荷 电子的比荷： 电子的比荷：e/ me=1.76×1011C/kg × （me=0．91×10-30kg）。 ． × ）。
人教版高中物理选修3-1：《库仑定律》知识要点
库仑定律知识点【知识要点】要点一 点电荷点电荷：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作带电的点，叫做点电荷．(1)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)一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm 的带电圆盘，如果考虑它和相距10 m 处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm ，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面．要点二 库仑定律的理解1．适用条件：适用于真空中的点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如图1－2－2所示．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．图1－2－22.对公式122q q F k r =的理解:有人根据公式122q q F k r=,设想当r →0时,得出F →∞的结论．从数学角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，其原因是，当r→0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小和形状，根本不会出现r＝0的情况，也就是说，在r→0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．3．计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行．即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q1、q2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可．4．式中各量的单位要统一用国际单位，与k＝9.0×109 N·m2/C2统一．5．如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力．6．两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.【问题探究】1.库仑定律与万有引力定律相比有何异同点？一的一面．规律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界和谐多样的美．特别提醒：(1)库仑力和万有引力是不同性质的力．(2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用．2．三个点电荷如何在一条直线上平衡？当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时．(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”．如果三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态，则这三个电荷一定有两个是同性电荷，一个是异性电荷，且两个同性电荷分居在异性电荷的两边．(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷谁的电荷量小，中间异性电荷就距离谁近一些.【例题分析】一、库仑定律的理解【例1】对于库仑定律，下面说法正确的是( )A．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量答案AC解析由库仑定律的适用条件知，选项A正确；两个小球若距离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立，B项错误；点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故大小一定相等，C项正确；D项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图(a)所示；若带异种电荷，则在引力作用下电荷分布如图(b)所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故D项错误．综上知，选项A、C正确．二、点电荷的理解【例2】下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷答案 C解析本题考查点电荷这一理想模型．能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状．能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定．若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷．故选C.【对点练习】1.下列关于点电荷的说法正确的是( )A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体B ．带电体体积很大时不能看成点电荷C ．点电荷的所带电荷量可能是2.56×10－20 CD ．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷2．如图1－2－3所示，图1－2－3两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2 3．(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较，你能得到什么结论？(2)你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用力？4．关于库仑扭秤图1－2－4问题1：1785年，库仑用自己精心设计的扭秤(如图1－2－4所示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系．通过学习库仑巧妙的探究方法，回答下面的问题．(1)库仑力F与距离r的关系．(2)库仑力F与电荷量的关系．问题2：写出库仑定律的数学表达式，并说明静电力常量k的数值及物理意义．【常见题型】题型一库仑定律的应用如图1所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r＝2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力．(2)在O点放入负电荷Q，求Q受的静电力．(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q3＝1 C且AC＝1 m，求q3所受的静电力．[思维步步高] 库仑定律的表达式是什么？在这个表达式中各个物理量的物理意义是什么？在直线上的各个点如果放入电荷q，它将受到几个库仑力的作用？这几个力的方向如何？如何将受到的力进行合成？[解析] 在A、B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．如果在O点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．在连线上A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1＝kq3q1x2和F2＝kq3q2(r＋x)2，其中x为AC之间的距离．C点受力为二力之和，代入数据为3×1010 N，方向向右．[答案] (1)0 (2)0 (3)3×1010 N，方向向右[拓展探究] 在第三问中如果把q3放在B点右侧距离B为1 m处，其他条件不变，求该电荷受到的静电力？[答案] 3×1010 N 方向向左[解析] 求解的方法和第三问相同，只不过电荷在该点受到两个电荷的库仑力的方向都向左，所以合力方向向左，大小仍然是3×1010 N.[方法点拨] 在教学过程中，强调不管在O点放什么性质的电荷，该电荷受到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备．另外还可以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究.题型二库仑定律和电荷守恒定律的结合甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C的正电荷，乙球带有3.2×10－16 C的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？[思维步步高]为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm？在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的？当接触后电荷量是否中和？是否平分？[解析] (1)因为两球的半径都远小于10 cm，因此可以作为两个点电荷考虑．由库仑定律可求：F＝k q1q2r2＝9.0×109×4.8×10－16×3.2×10－160.12N＝1.38×10－19N两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力．(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.8－3.2)×10－16 C 的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力．[答案] (1)1.38×10－19 N 引力(2)不能斥力[拓展探究] 如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？[答案] 5.76×10－21 N 斥力[解析] 如果两个导体球完全相同，则电荷中和后平分，每个小球的带电荷量为0.8×10－16 C，代入数据得两个电荷之间的斥力为F＝5.76×10－21 N.[方法点拨]两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完全相同的两金属球，电荷才平均分配.【课后作业】一、选择题1．下列说法正确的是( )A．点电荷就是体积很小的带电体B．点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=k q1q2r2可知,当r→0时,有FD．静电力常量的数值是由实验得出的2．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的( )A.47B.37C.97D.1673．如图2所示，图2在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A ．速度变大，加速度变大B ．速度变小，加速度变小C ．速度变大，加速度变小D ．速度变小，加速度变大4．如图3所示，图3两个带电金属小球中心距离为r ，所带电荷量相等为Q ，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是( )A ．若是同种电荷，F <k Q 2r 2 B ．若是异种电荷，F >k Q 2r 2 C ．若是同种电荷，F >k Q 2r 2D．不论是何种电荷，F＝k Q2 r25．如图4所示，图4悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为( ) A．2 B．3C．2 3 D．3 36．如图5所示，图5把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的水平速度v0，B球将( )A．若A、B为异种电性的电荷，B球一定做圆周运动B．若A、B为异种电性的电荷，B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C．若A、B为同种电性的电荷，B球一定做远离A球的变加速曲线运动D．若A、B为同种电性的电荷，B球的动能一定会减小7．如图6所示，图6三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( ) A ．F 1 B ．F 2 C ．F 3 D ．F 4 二、计算论述题8．“真空中两个静止点电荷相距10 cm ，它们之间相互作用力大小为9×10－4 N ．当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×10－8 C 的点电荷．问原来两电荷的带电荷量各为多少？”某同学求解如下： 根据电荷守恒定律：q 1＋q 2＝3×10－8 C ＝a根据库仑定律：q 1q 2＝r 2k F ＝(10×10－2)29×109×9×10－4 C 2 ＝1×10－15 C 2＝b联立两式得：q 21－aq 1＋b ＝0 解得：q 1＝12(a ±a 2－4b )＝12(3×10－8±9×10－16－4×10－15) C根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的错误并给出正确的解答．9．如图7所示，图7一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．10．一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O处，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受到力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)参考答案【对点练习】1.答案AD2.答案 B3.答案(1)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力时，可忽略万有引力．(2)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，两个或两个以上的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电荷的作用力的矢量和．4.答案 问题1：(1)F ∝1r2 (2)F ∝q 1q 2问题2：F ＝k q 1q 2r2，k ＝9×109 N ·m 2/C 2.物理意义：两个电荷量为1 C 的点电荷，在真空中相距1 m 时，它们之间的库仑力为1 N. 【课后作业】 一、选择题 1.答案 D解析 当r →0时,电荷不能再被看成点电荷,库仑定律不成立. 2.答案 CD解析 由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球分别带电荷量为q 1＝q 、q 2＝7q .若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q 1′＝4q ，q 2′＝4q ，则D 正确．若两小球原来带异种电荷，接触后到q 1″＝3q ，q 2″＝3q ，则由库仑定律可知，C 正确． 3.答案 C解析 根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2知随着距离的增大，库仑斥力减小，加速度减小，所以只有选项C 正确． 4.答案 AB 解析净电荷只能分布在金属球的外表面，若是同种电荷则互相排斥，电荷间的距离大于r ，如图所示，根据库仑定律F=kq 1q 2r 2，它们之间的相互作用力小于kQ 2r 2.若是异种电荷则相互吸引，电荷间的距离小于r ，则相互作用力大于k Q 2r 2.故选项A 、B 正确． 5.答案 C解析 A 处于平衡状态，则库仑力F ＝mg tan θ.当θ1＝30°时，有kq 1q r 21＝mg tan30°，r 1＝l sin 30°；当θ2＝45°时，有k q 2qr 22＝mg tan 45°，r 2＝l sin 45°，联立得q 2q 1＝2 3.6.答案 BC解析 (1)若两个小球所带电荷为异种电荷，则B 球受到A 球的库仑引力，方向指向A .因v 0⊥AB ，当B 受到A 的库仑力恰好等于向心力，即k q 1q 2r 2＝m v 20r 时，解得初速度满足v 0＝kq 1q 2mr，B 球做匀速圆周运动；当v >v 0时，B 球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动；当v <v 0时，B 球将做库仑力、加速度、速度逐渐增大的向心运动．(2)若两个小球所带电荷为同种电荷，B 球受A 球的库仑斥力而做远离A 的变加速曲线运动(因为A 、B 距离增大，故斥力变小，加速度变小，速度增加)． 7.答案 B解析 对c 球进行受力分析，如下图所示．由已知条件知：F bc ＞F ac .根据平行四边形定则表示出F bc 和F ac 的合力F ，由图知c 受到a 和b 的静电力的合力可用F 2来表示，故B 正确．二、计算论述题 8.答案 见解析解析 题中仅给出两电荷之间的相互作用力的大小，并没有给出带电的性质，所以两点电荷可能异号，按电荷异号计算．由q 1－q 2＝3×10－8 C ＝a ，q 1q 2＝1×10－15 C 2＝b 得q 21－aq 1－b ＝0由此解得q 1＝5×10－8 C ，q 2＝2×10－8 C9.答案3kQqmg解析 如下图所示，小球B 受竖直向下的重力mg ，沿绝缘细线的拉力F T ，A 对它的库仑力F C .由力的平衡条件，可知Fc =mgtan θ 根据库仑定律Fc =k2Qq r解得=3kQqmg10.答案kqQr 24R 4由球心指向小孔中心解析 如下图所示，由于球壳上带电均匀，原来每条直径两端相等的一小块圆面上的电荷对球心点电荷的力互相平衡．现在球壳上A 处挖去半径为r 的小圆孔后，其他直径两端电荷对球心点电荷的力仍互相平衡，则点电荷所受合力就是与A 相对的B 处，半径也等于r 的一小块圆面上电荷对它的力F.B 处这一小块圆面上的电荷量为：222244B r r q Q Q R R ππ== 由于半径r ≪R ，可以把它看成点电荷．根据库仑定律，它对中心点电荷的作用力大小为：F=k 2B q qR =k 2224r qQ R R=kqQr 24R 4其方向由球心指向小孔中心．。
高中物理_12库仑定律课件_新人教版选修31
静电的利用与防止： （1）静电：静止的电荷。 （2）产生：一般是由摩擦产生的。 • 人在地毯上行走或从椅子上起立时，人体静电高达于法国昂古莱姆．库仑家 里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著 有《电力定律》 、《电气与磁性》等书。不仅在力学 和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在 工程方面也作出过重要的贡献．
库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。 如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒， 棒的一端是一个带电的金属小球A，另 一端有一个不带电的球与A球的重力平 衡。当把另一个带电的小球C插入容器 并使它靠近A时，A和C之间的作用力 使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可 以比较力的大小。
新课标高中物理选修3－1 第一章 静电场
1.2 库仑定律
知识回顾：
1、使物体带电有几种起电方式？ 2、电荷守恒定律的内容是什么？ 3、元电荷的电荷量是多少？ 4、电荷间的作用规律？
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
探究影响电荷间相互作用力的因素
防雷 知识 措施
“你们知道吗，
男孩遭雷击概率超过女孩。”
专家解释说，人体都有静电场，静电场 所产生的电压越高，越容易遭到雷击，男 孩和女孩生理结构存在不同，导致其静电 压存在一定差异，一般来说男孩静电压 1000，高于女孩的800，因此男孩遭雷 击概率超过女孩。
雷雨天，碰到断了的电线千万不要去碰，
高中物理人教版选修3-1课件：1.2 库仑定律
B
球均静止．求：B球的带电量q？
mg
斥力水平 B也带负电
解析 对球B受力分析如图所示，
tan 300 F斥 mg
F斥
k
Qq r2
联立解得 q 3 107 C
9
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
库仑定律
对点电荷的理解
1．下列说法中正确的是 （AD）
A．点电荷是一种理想模型，真
正的点电荷是不存在的
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
r2
r2
F
'
k
4Q 4Q r2
16 7
F
C.9/7
D.16/7
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
库仑力与力的平衡综合应用 3．两根光滑绝缘棒在同一竖直
库仑定律 FN
平面内，两棒与水平面间均成
45°角，棒上各穿有一个质量为
mg
m、带电荷量为Q的相同小球， 解析 对右边小球受力分析
由平衡关系 tan 450＝ F
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
库仑定律
四、静电力作用下的平衡问题
高中人教版物理选修3-11.2.库仑定律_课件(人教版选修3-1)课件
课堂小结
例1.如下图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a 与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支 座上，两球心间的距离为l为球半径的3倍．若使它们带上等 量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两 球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( D )
点电荷说明
① 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，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电 荷．
② 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。
③ 一个带电体能否看成点电荷，关键是看带电体的形状和大小 对所研究的问题有无影响。
例3.有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相 距l.如果引入第三个小球，恰好使得3个小球只在它们相互的静 电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放 在何处，电荷量又是多少？
解析： 没有引入第三个小球前，两球之间存在斥力作用； F21和F12，它们互为作用力和反作用力．欲使两球平衡，则 必须受到F31和F32这两个力作用．而这两个力是由引入的第 三个带电小球施加的，因此第三个小球应放在这两球之间， 且带负电．如图所示．
万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不满 足 l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看
例2.有三个完全一样的球A、B、C，A球带电荷量为7Q，B球 带电荷量为－Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先 跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B球间的作用 力变为原来的多少？
1.2库仑定律 新课标新人教版高中物理选修3-1 第1章第2节 课件(共36张PPT)
结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带 电量，从实验结果中库仑得出静电力与 电量的乘积成正比，即 F ∝q1q2
研究仪器：库仑扭秤
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。
大小：
F
k
q1q2 r2
探究影响电荷间相互作用力的因 实验表明：电荷之素间的作用力
（1）随电荷量的增大而增大 （2）随距离的增大而减少
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
库仑的实验
研究方法：控制变量法 1.F与r有关
结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间 的距离r，从实验结果中库仑得出静电力 与距离的平方成反比，即 F∝1/r2
K为静电力常量： K=9.0×109N·m2/C2
计算大小时只将电荷量的绝对值代入.
方向: 在两点电荷的连线上,
同种电荷相斥,异种电荷相吸.
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。
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
B．F1 ＜F2
C．F1 ＞ F2
D．无法判断
库仑力(静电力) 与万有引力
相同点 (1)两种力都与距离的二次方成反比 (2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比. (3)两种力的方向都在两物体的连线上.
不同点 (1)描述了两种作用.(性质不同) 库仑力是由于物体带电引起的作用,
万有引力是由于物体具有质量引起的作用. (2)力的大小与相关的物理量不全相同;
球间的静静电电引引力力为F，用一个不带电的完全相