库仑定律【高效备课精研+知识精讲提升】 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第九章静电场及其应用第2节库仑定律（1）情境与思考同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引电荷间的相互作用：作用力的大小与哪些因素有关呢？分析与猜想电荷间的作用力大小和哪些因素有关？（2）当带电球不断靠近金属球的过程中，金属球的位置如何变化？（3）若增加带电球的带电量，金属球的位置如何变化？（可能与间距r有关）（可能与q有关）金属球+

（1）当带电球靠近金属球时，金属球的位置如何变化？qr与带电体自身的大小及形状有关？与带电体所处的空间物质即介质有关？猜想：带电球qr与带电体自身的大小及形状有关？与带电体所处的空间物质即介质有关？猜想：将问题简化——物理研究的常用方法（1）点电荷dr<<（2）电荷处在真空中实验方法：Qrd观察点A（理想模型）√√控制变量法【定性实验】通过实验得到结论：1.带电量保持不变时，距离越近，偏角______，静电力______；2.距离保持不变时，带电量越大，偏角______，静电力______；越大越大越大越大综合结论：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【定量实验】平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针库仑扭秤实验【定量实验】平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针库仑扭秤实验实验方法：控制变量法1.探究F与r的关系：（1）把另一个带电小球C插入容器并使它靠近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小；（2）改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与r的关系。库伦当时得到的一组数据A、C两球距离距离比扭秤转角转角比36个刻度136°118个刻度1/2144°48.5个刻度1/4575.5°16注：第3组数据有偏差，库伦分析是因为漏电所致。实验方法：控制变量法2.探究F与q的关系：思考：那个时代，不知道怎样测量物体所带的电荷量，

电荷量的单位也没有，怎样改变电荷量呢？ACA电量均分ACAD条件：大小、形状、材料

完全相同的小球结论：【定量实验】库仑扭秤实验当r不变时，F与q1、q2的乘积成正比Fq一定r一定

静电力常量k=9.0×109N·m2/C2【综合结论】

库仑力或静电力1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力（叫静电力或库仑力），跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。库伦定律2.适用条件：②静止点电荷：（R＜＜L）（空气中近似适用）①真空中只有电量，没有大小、形状的理想化模型3.公式：

静电力常量：

库仑定律是电磁学的基本定律之一，1785年库仑在实验研究中发现同种电性电荷分布在金属球外侧异种电性电荷分布在金属球内侧③两个靠近的带电球体，是否可以看出是集中在球心位置的点电荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++①r=10cm的带电圆盘，若计算它和相距10m处电子的作用力，能看作点电荷吗？②若电子离带电圆盘只有1mm，圆盘还能看作点电荷吗？【理解点电荷】——只有电量，没有大小、形状的理想化模型能不能不能

同学们，下课！第九章静电场及其应用第2节库仑定律（2）1.两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且静止于真空中，求它们间的库仑力。

k在数值上等于两个1C的点电荷在真空中相距1米时的相互作用力

通常，一把梳子和衣服摩擦后所带的电荷量不到1C的百万分之一但天空中发生闪电之前，巨大的云层中积累的电荷量可达到几百库仑【感受库仑力的大小】2.铁原子核里两质子间相距4.0×10-15m，请比较两质子间的静电力和万有引力：（质子电荷量为e，质量为m=1.67×10-27kg）

静电力：万有引力：可见万有引力相对于静电力是可以忽略的！=

一百万吨的物体所受的重力F万Fc【对比万有引力与库仑力】只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显万有引力场：电场：k=9.0×109N·m2/C2G=6.67×10-11N·m2/kg2适用条件：真空中静止点电荷适用条件：质点（电荷分布均匀带电球）（带电体的形状大小对研究问题无影响或影响可不计）（质量分布均匀的球）（物体间的距离比其自身的大小大得多）性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同【理解库仑力】1.库仑力是性质力还是效果力？遵守2.带电体受力分析时要画吗？要3.库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则？遵循4.一对库仑力遵守牛顿第三定律吗？相等5.一对带电量不同的电荷之间产生力的作用，这两个电荷受到的库仑力

大小相等吗？巩固与练习一小球带正电，电量为Q，另一小球带负电，电量为-2Q，在真空中相距为r，之间的静电力大小为F1，若把它们相互接触之后再放回原处，之间的静电力大小为F2，则F1∶F2=________。提醒：在用库仑定律计算力的大小时，只要将电荷量的绝对值代入即可，方向可根据“同性相斥异性相吸”判断。8:1【拓展1：涉及库仑力的平衡问题】例1.真空中三个点电荷，它们固定在边长为0.1m的等边三角形的三个顶点上，每个电荷电量都是2×10-6C，求：（1）每个电荷所受到的库仑力？+++（2）若在三角形的中点放一电荷量为1×10-6C的点电荷，它受到的库仑力多大？方法：电学问题力学化+6.24N0N【拓展1：涉及库仑力的平衡问题】方法：电学问题力学化

D【拓展1：涉及库仑力的平衡问题】方法：电学问题力学化三个自由点电荷的平衡问题CAB问题1：B、C带正电还是负电？结论：两同夹异，问题2：A和B、C电荷量的大小关系？两大夹小，近小远大CABCAB【拓展1：涉及库仑力的平衡问题】例3.如图所示三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍，每个电荷所受的静电力的合力均为零。由此可以判定，三个电荷的电量之比q1∶q2∶q3为()A.-9∶4∶-36B.9∶4∶36C.-3∶2∶-6D.3∶2∶6结论：两同夹异，两大夹小，近小远大A【拓展2：涉及库仑力的加速问题】例4.如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为m，A与