【高中物理】库仑定律+课件+高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册

第2节库仑定律引入新课：电荷之间存在“同性相斥，异性相吸”，那么电荷之间相互作用力会遵循什么样规律呢？同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。一、点电荷：2、点电荷:定义:当带电体本身的大小比它与其他的带电体之间的距离小得多,以至于其形状、大小及电荷分布等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可忽略时,这样的带电体称为点电荷。特点:只有电荷量,没有大小的几何点。点电荷和质点都是一种理想化的物理模型1.静电力：电荷间的相互作用力称为静电力。

注：（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(只有电荷量,没有大小、形状)

。

（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。1、电荷间的相互作用规律:

同种电荷相斥，异种电荷相吸——静电力或库仑力．二、两电荷间的静电力2、感受静电力：问题：静电力与哪些因数有关?探究影响静电力的因素与带电体的电量有关与带电体之间的距离有关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→真空中点电荷的静电力与电量和距离有关？②简化:真空(空气)的点电荷①猜想:R1R2r当r>>R1、2时物体大小形状可忽略控制变量法理想化模型体积小就是点电荷?定性实验:控制变量法距离越小静电力越大带电量越大静电力越大内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。表达式：(k=9×109N·m2/C2)注意：a、遵从牛顿第三定律b、计算时电量代绝对值求F大小，再判断F方向c、当多个电荷作用时，采用力的合成求合力库仑定律：适用条件F的大小F的方向F21++rF12Q1Q2+-rF12Q1Q2F21解：2.求电子的线速度、周期？与万有引力比较：例在氢原子内,电子和质子的间距为5.28×10-11m，求：它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.+-v静电力与万有引力的比较自然界既具有多样性，又具有统一性启示库仑定律万有引力定律遵循规律Q1、Q2、rm1、m2、r影响因素物体带电物体具有质量产生原因静电力万有引力项目1.关于点电荷的概念,下列说法正确的是()D.对于任何带电球体,总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷A.只有体积很小的带电体才能看作点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷Cy静电力叠加原理——求合力：ABC+Q-Q+Qrrr①求C的受力？FACFACF合+q2F1F3F4F2若QA<QB时,合力为___?-q15m3m4m-q3F13F2337o②求q3的受力？正交分解FxFyF-q10.1m0.3m+q2+q3③求q2的受力？FFxFyθx如果存在两个以上的点电荷怎样求静电力？

实验证明：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。静电力叠加原理A、F=kQ2/(3r)2rr3r+q+Qθm注意适用条件：+Q+QB、F＜kQ2/(3r)2C、F＞kQ2/(3r)2D、不能确定两电荷间的库仑力（）r求+q受到的静电力？F=mgtanθ等效点电荷的距离增大电荷均分原理：－2Q＋4Qr将两金属球接触后放回原位，库仑力变为原来几倍？ACB+Q＋QrAB金属小球C(不带电)先后分别与A、B各接触一下后拿走，A、B之间的静电力变成原来的多少倍?提高：AB分别带正负电荷，接触后库仑力可能变大吗？提高：接触很多很多次后呢？=+9Q-QAB可能不变吗？三球平分TF’悬挂小球mA+2q+qLLαβ两球完全相同,知m、L、θ，求q?mgTFmgβαqA>qB,mA=mB,平衡时两球位于同一水平面,α=β?tanα=F/mAgtanβ=F’/mBgα=β偏角由质量mA、mB决定，与带电量无关。mB当mA>mB时，可得α<β两球系统重心左移,重力产生逆时针力矩,整体逆时针转动,α变小,β变大三个自由点电荷的平衡问题CAB问题一：三球平衡，C求带正电还是负电？CABCABA、B不能平衡两侧是同种电荷，中间是异种电荷结论一：两同夹异电荷平衡问题问题二：A和B、C电荷量的大小关系？CABr1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB两侧电荷量大，中间是电荷量小

结论二：两大夹小结论：电荷量比等于距离比CABr1r2qcqAqB问题三：r1、r2与B、C的电量关系？FCAFBAA中间电荷靠近两侧电荷量较小的那一个结论三：近小远大例：两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上．欲使整个系统处于平衡状态，则：A、Q3为负电荷，且放于A左方B、Q3为负电荷，且放于B右方C、Q3为正电荷，且放于AB之间D、Q3为正电荷，且放于B右方A正确规律1：两同夹异规律2：两大夹小

例.光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）

A－Q，在A左侧距A为L处B－2Q，在A左侧距A为L/2处C－4Q，在B右侧距B为L处

D

+2Q，在A右侧距A为3L/2处-4Q+QFAFBFA>FBFBFAFAFBFA=FB同理可讨论负电荷也只能放在+Q的右侧，此时三者都平衡题目要求使三个点电荷都处于平衡状态，现在我们先让第三个电荷平衡，看看应将它放在哪里？此时，A、B不能保持平衡例.如图所示，用金属丝AB弯成半径r=1m的圆弧，但在A、B之间留出宽度为d=2cm、相对来说很小的间隙.将电量Q=3.13×10-9C的正电荷均匀分布金属丝上，求圆心O处的电场强度.求微元受力1．在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如下图所示．现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为(

)D2.