库仑定律高二上学期物理人教版（2019）必修三

第2节库仑定律第9章电荷之间的作用力01库仑的实验02目录CONTENTS静电力计算03新课引入思考：1.小球A与小球C间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？2.在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？3.电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？电荷之间的作用力：（1）随距离的增大而减少；（2）随电荷量的增大而增大。新课引入

电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，电荷之间的相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？一、电荷之间的作用力一、电荷之间的作用力

卡文迪许和普里斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。定量讨论电荷间的相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。他设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验），对电荷之间的作用力开展研究。库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。库仑一、电荷之间的作用力1.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。

电荷之间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力二、库仑的实验国际单位制中，电荷量单位是库伦（C）、力的单位是牛顿（N）距离单位是米（m）K值由实验测定静电力常量（2）表达式：（3）适用条件：①真空②静止点电荷二、库仑的实验（4）相互作用力的方向

：在它们的连线上（如图）。++q1q2r——F斥F斥F斥F斥+—F引F引注意：①计算时只代电荷量的绝对值；②需通过同种电荷相斥、异种电荷相吸来判断库仑力的方向。一、电荷之间的作用力当带电体间的距离比它们自身的大小大的多，带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可视为点电荷。2.点电荷（1）理想化的模型，实际上是不存在的。

（2）均匀带电的球体,由于球所具有对称性,即使它们之间的距离不是很大,一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。二、库仑的实验二、库仑的实验平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针器材组成二、库仑的实验实验原理：A和C之间的作用力使悬丝扭转，扭转的角度和力的大小有一定的对应关系.实验方法：控制变量法二、库仑的实验①装置如图：细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，悬丝处于自然状态。②把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。③将C和A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。④保持A、C的电量不变，改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角度，就可以找到力F与距离r的关系。实验步骤：（1）探究F与r的关系二、库仑的实验①使一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半。多次重复，可以把带电小球的电荷量q分为······

②保持A、C的距离不变，通过上述方法改变A、C的电量q1、q2，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出F与q1、q2的关系。（2）探究F与q的关系实验步骤：二、库仑的实验1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比F∝1/r22、当之间距离不变时，F与、的乘积成正比结论：二、库仑的实验三、静电力计算三、静电力计算1.库仑力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。2.对带电体的受力分析，一定不要忘记画库仑力。3.库仑力的合成与分解遵循平行四边形定则。4.库仑力遵守牛顿第三定律，一对库仑力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。静电力的理解三、静电力计算例1、已知氢核的质量是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。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力微观粒子间的万有引力远小于库仑力，所以在研究微观带电粒子的相互作用时，万有引力忽略不计。解：氢核与电子所带的电荷量都是1.6×10-19c三、静电力计算同一直线上三个点电荷平衡问题

例2、如图所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两点电荷A、B，相距L，在何处放置点电荷C，才能使C处于平衡状态？同一直线上三个点电荷平衡的规律:三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大。三、静电力计算例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：Q3所受的库仑力。Q2Q1Q3解：受力分析，Q3共受F1和F2两个力的作用Q1=Q2=Q3=Q，相互间的距离r都相同,所以F1F2F根据平行四边形法则：合力的方向沿Q1、Q2的连线的垂直平分线向外30。课堂小结电荷库仑定律理想

模型点电荷表达式k为静电力常量大小方向判断

扭秤实验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。内容真空中、静止的、点电荷条件课堂练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积最小的带电体B．根据，当两个带电体间的距离趋近于零时库仑力将趋向无穷大C．带电荷量分别为3Q和Q的点电荷A、B相互作用时，A受到的静电力是B受到的静电力的3倍D．库仑定律的适用条件是：在真空中静止的点电荷【正确答案】D课堂练习2.如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球A、B（可视为点电荷）处于静止状态