库仑定律课件2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

秒出助手9.2库仑定律第九章静电场及其应用人教版（2019）·高中物理必修三010203库仑定律—学习目标1.通过类比万有引力定律的探究思路，猜想库仑力与电荷量、距离的关系，培养类比推理、猜想与假设的思维能力。2.分析库仑扭秤实验的设计思路，理解控制变量法、微小量放大法的应用，能结合实验现象推导库仑定律，培养逻辑推理和实验分析能力。3.能运用库仑定律解决简单的静电力计算问题，结合受力分析知识处理多电荷间的相互作用，培养模型建构和问题解决能力。4.辨析库仑力与万有引力的异同，理解两种力的本质区别，培养分类比较、归纳总结的思维方法。1.体验库仑定律的探究过程，从定性观察电荷间相互作用，到定量猜想，再到实验验证，体会科学探究的基本流程（提出问题—猜想假设—实验验证—得出结论）。2.理解库仑扭秤实验中“微小量放大”“电荷均分”的巧妙设计，感受实验创新的魅力，培养创新意识和实验设计能力。3.能针对实验误差进行简单分析，提出改进思路，培养严谨的科学探究态度。041.了解库仑的科学研究历程，体会科学家勇于探索、严谨求实的科学态度，激发对静电学研究的兴趣。2.认识库仑定律在生产生活、科技领域的应用（如静电除尘、静电复印等），体会物理规律的实用价值，树立“科学服务于人类”的责任意识。3.培养严谨的治学态度，注重公式适用条件的辨析，避免盲目套用公式，养成规范解题的习惯。1.明确点电荷是理想化物理模型，理解其建立的意义和适用条件，类比质点模型，形成“理想化模型服务于规律研究”的物理观念。2.掌握库仑定律的内容、公式、适用条件及静电力常量的物理意义，能准确描述真空中静止点电荷间相互作用力的大小和方向规律，建立“电荷间相互作用是有规律可循”的物质观念和能量观念雏形。3.区分点电荷、元电荷、小带电体的概念，明确元电荷是最小电荷量，点电荷是理想化模型，小带电体在特定条件下可视为点电荷。物理观念科学探究科学态度科学思维重难点库仑定律—重难点1.库仑定律的内容、公式及适用条件（真空中、静止、点电荷）。2.静电力常量的物理意义及数值（k=9.0×10⁹N·m²/C²）。3.运用库仑定律进行简单的静电力大小计算和方向判断。4.点电荷模型的理解及适用条件判断。1.点电荷理想化模型的建立与应用，尤其是判断实际带电体能否视为点电荷（如带电金属球在不同距离下的处理）。2.库仑扭秤实验的设计思路和实验方法（控制变量法、微小量放大法）的理解。3.多电荷间静电力的矢量合成（多个点电荷对某一电荷的合力计算）。4.库仑力与万有引力的区别与联系，以及在微观粒子相互作用中库仑力的主导作用。5.电荷接触后电荷量的分配规律（相同金属球接触后电荷均分）在库仑力计算中的应用。01重点02难点01目录库仑的实验电荷之间的作用力0203库仑定律04静电力的计算第一部分电荷之间的作用力电荷间的作用力—旧知回顾

思考：电荷之间相互作用力遵循什么规律？甲乙丙同种电荷之间存在斥力

异种电荷之间存在引力电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？电荷之间的作用力—课堂导入2.对于影响带电体之间相互作用的因素你有哪些猜想？如何设计实验？1.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？

如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？电荷之间的作用力—探究影响电荷间相互作用力的因素探究一：球形导体O靠近与其带同种电荷的小球，观察不同距离下小球的变化探究二：保持带电小球位置不变，增大或减小球形导体O的电荷量，观察小球的变化OO电荷之间的作用力—探究影响电荷间相互作用力的因素电荷之间的作用力—探究影响电荷间相互作用力的因素OO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_____；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。越大越大越大越大电荷之间的作用力—思考与讨论电荷之间的作用力与万有引力是否相似的问题早已引起当年一些研究者的注意，卡文迪什、普里斯特利都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。不过，最终解决这一问题的是法国科学家库仑。

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？“类比思想”第二部分库伦的实验库仑的实验—实验装置介绍平衡小球B细银丝带电小球C带电小球A刻度盘与指针1、实验装置：库仑扭秤2、器材组成：细银丝、绝缘架、带电的金属小球A和C、不带电的小球B、刻度盘与指针、平面镜等使A球在水平面内平衡想一想：B球的作用是什么呢？平面镜库仑的实验—实验方法等3、实验方法：控制变量法4、实验步骤：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的关系探究F与q的关系：

改变A和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的关系库仑的实验—实验操作库仑的实验—实验结论1、当电量不变时，F与距离r的二次方成反比

F∝1/r25.实验结论：2、当之间距离不变时,F与

、

的乘积成正比

F∝

思考：在库仑那个时代，还不知道怎么样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，又怎么样做到改变A和C的电荷量呢？电量均分条件：完全相同的小球ACQAAC2QAD2Q第三部分库仑定律库仑定律—内容

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。电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。

2.表达式：

k为比例系数，叫做静电力常量，在国际单位制中，即：库仑定律—内容3.适用条件：①真空中；②静止的点电荷。4.作用力在它们的连线上：5.注意：①计算库伦力大小时只将电荷量的绝对值代入；

②方向在两点电荷的连线上,同种电荷相斥,异种电荷相吸。如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点即点电荷库仑定律—对比学习点电荷元电荷微小带电体概念忽略了大小、形状、电荷分布状况，只考虑电荷量的带电体电子或质子所带的电荷量体积较小的带电物体实质理想模型最小电荷量带电物体联系①点电荷、带电体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍②微小带电体在一定条件下可视为点电荷库仑定律—例题讲解例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。第四部分静电力的计算静电力的计算—例题讲解例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+2×10-6c,求：Q3所受的库仑力。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Q2Q1Q3F1F2F30。解：受力分析，Q3共受F1和F2两个力的作Q1=Q2=Q3=Q，相互间的距离r都相同，所以静电力的计算—例题讲解例3

相隔一定距离的两个带电金属球，因为体积偏大而不能被视为点电荷，如果用两个金属球的球心间距离来计算库仑力，计算结果比真实值偏大、偏小还是相等？为什么?同种电荷异种电荷

静电力的计算—三个带电体平衡问题

光滑水平面上，处在同一直线上三个相同的带不同电量的小球，如何放置才能均处于平衡状态？有电有电有电思考与讨论静电力的计算—三个带电体平衡问题CAB问题1：三球平衡，C球带正电还是负电？CAB若C带正电，A、B不能平衡两侧是同种电荷，中间是异种电荷结论1：两同夹异静电力的计算—三个带电体平衡问题问题2：A和B、C电荷量的大小关系？CABr1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB两侧电荷量大，中间电荷量小结论2：两大夹小静电力的计算—三个带电体平衡问题CABr1r2qcqAqB问题3：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个结论3：近小远大三个自由电荷平衡的规律:三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大。课堂小结知识

梳理电荷之间的作用力静电力计算实验：探究影响电荷间相互作用力的因素结论：带电量保持不变时，距离越近，偏角越大，静电力越大；

距离保持不变时，带电量越大，偏角越大，静电力越大；

三个自由电荷平衡的规律:三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大库仑定律内容：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。电荷之间的相互作用力叫作静电力或库仑力。库仑的实验结论：当电量不变时，F与距离r的二次方成反比

F∝1/r2当之间距离不变时,F与

、

的乘积成正比F∝实验方法：控制变量法

课堂练习1．关于点电荷，下列说法正确的是（

）A．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷B．体