2023学年完整公开课版库仑定律2

2库伦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？探究影响电荷间相互作用的因素猜想：实验装置观察现象结果分析改变小球电量和两小球间距离观察小球偏离竖直方向的夹角大小，对应两球间静电力的大小电荷之间作用力随电荷量增大而增大，随距离的增大而减小电荷量间距q1q2

早在我国东汉时期人们就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后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,1785年得出了库仑定律.2、库伦扭秤实验实验装置ABC

库仑做实验用的装置

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。 1、保持A、C两球的

带电量不变，改变A、C之

间的距离r，记录每次悬丝

扭转的角度，便可以找到

力F与距离r的关系。

2、保持A、C两球之

间的距离r不变，改变A、

C的带电量q1和q2，记录每

次悬丝扭转的角度,便可以

找到力F与q1和q2的关系。1.F与r有关2.F与q有关库仑的实验研究方法：控制变量法.

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

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∝q1q23、库伦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。表达式3、库伦定律的说明（1）适用范围：①真空中静止的点电荷（一般空气中的点电荷也适用）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)rR3、库伦定律的说明（1）适用范围：②均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用，r是两球心间的距离③公式不适用于的情况r电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.3、库伦定律的说明（2）：比例系数，称为静电力常量国际单位：静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量真空中（空气中近似相等）物理意义：两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力是9.0×109N估算一下，这么大的库仑力相当于多重的物体相距一米时的万有引力？G=6.67×10-11Nm2/kg21010kg！！3、库伦定律的说明（3）使用库伦定律计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性相斥、异性相吸判断方向（4）库仑力（静电力）具有自己独特的大小和方向，同时它也具有力的一切性质（独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则，相互作用力）典型例题 [例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（如体积小于1）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．典型例题 [例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（如体积小于1）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．库仑定律与万有引力定律的比较：定律公式公式适用范围共同点不同点影响大小的因素库仑定律只有引力①都与距离的平方成反比。②都有一个常数。万有引力定律点电荷质点有引力，也有斥力。Q1、Q2、rM、m、r 【例2】已知氢核（质子）是1.67×10-27kg，

电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间

的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与核外电

子之间的库伦力和万有引力。 【例2】已知氢核（质子）是1.67×10-27kg，

电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间

的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与核外电

子之间的库伦力和万有引力。 【例2】已知氢核（质子）是1.67×10-27kg，

电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间

的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与核外电

子之间的库伦力和万有引力。

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。 【例2】已知氢核（质子）是1.67×10-27kg，

电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间

的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢核与核外电

子之间的库伦力和万有引力。

库仑定律

和万有引力定律

都遵从平方反比

规律，人们至今

还不能说明它们

的这种相似性，

物理学家还在继

续研究。练习1两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R，带电荷量之比为1：7，两者相互接触后再放回原来位置上，则相互作用力可能为原来的（）A.4/7B.3/7C.9/7D.16/7CD思维严密，考虑多种情况

如果存在两个以上的点电荷，那么每

个点电荷要受到什么力？

如果存在两个以上的点电荷，那么每

个点电荷要受到什么力？

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。

【例3】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+2×10-6C，求它们所受的库伦力。 【例3】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+2×10-6C，求它们所受的库伦力。例4在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，A带电荷量为+Q，B带电荷量为-9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷处于平衡状态。则C应带什么性质的电荷，电荷量为多少？AB三个点电荷平衡规律:共线，同夹异，大夹小，近小远大例5光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别为