9.2库仑定律(教学课件)——高中物理人教版（2019）必修第三册.pptx

第九章静电场及其应用

第二节库仑定律

目录/

PART01

学习目标

学习目标

1.理解并熟记库仑定律的内容，知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量

2.会用库仑定律的公式进行有关的计算

3.知道库伦扭秤的实验原理

PART02

情境导入

【思考】悬绳为什么发生了偏转？

【思考】当棉球的位置发生变化时，悬绳的偏转角度也发生了变化，为什么？

【提示】受到起电机金属球的排斥力/引力

【提示】棉球与金属球靠的越近，悬绳的偏转角度也就越大

－

同种电荷相互排斥

异种电荷相互吸引

＋

＋

－

－

＋

【思考】电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间的距离大小存在着怎样的关系呢？

PART03

新课讲解

实验器材

探究电荷间的相互作用力

均匀带正电（或负电）的球体

固定球体的托盘

带横杆的稳定平台

均匀带正电（或负电）金属球

细线

均匀带电的球体，由于球所具有的对称性，即时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

点电荷是一种理想化模型，类似于力学中的指点，实际上是不存在的

①实验方法

探究电荷间的相互作用力

②求点电荷之间的相互作用力

③通过模拟实验的出什么结论？

控制变量法

F=mgtanα

电荷之间的作用力：

随距离的增大而减小

随电荷量的增大而增大

+

+

+

+

Q

↓

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？

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干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。

1.库仑定律的内容

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。电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

知识点梳理

3.静电力常量：国际单位制中，k=9.0×109N·m2/C2，数值从实验中确定

4.适用条件：①真空中；②静止点电荷

5.点电荷

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。电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

知识点梳理

易错警示

r→0时的库仑力

两个带电球体间的距离r→0时，这两个带电球体不能再视为点电荷，也就不再遵从库仑定律，它们之间的库仑力也就不能认为趋于无限大

库仑实验

法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系。

(1)B球的作用是什么呢？

提示：使A球在水平面内平衡

(2)如何观测库仑力的大小？

提示：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。

2.实验方法和实验步骤主要有哪些？

(1)实验方法：控制变量法。

(2)实验步骤：改变A和C之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与距离r的关系；改变A和C的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系。

3.观看实验视频，总结实验结论

(1)力F与距离r的二次方成反比。

(2)力F与q1和q2的乘积成正比。

静电力计算

①两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷对这个点电荷的作用力的矢量和

②任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。

所以，如果知道带电体上的电荷 分布，根据库伦定律和平 行四边形定则就可以求出 带电体间的静电力的大小 和方向

____

____

根据电荷分布找出等效电荷中心

+

+

-

q

Q1

Q2

F2

F1

F

PART04

小试牛刀

1.（多选）关于库仑定律的公式，下列说法中正确的是()

A.当真空中的两个电荷间的距离时，它们之间的静电力

B.当真空中的两个电荷间的距离时，它们之间的静电力

C.两个带电体间的静电力跟它们距离的二次方成反比，这是实验规律，普遍成立

D.当两个点电荷之间的距离时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了

AD

答案：AD

解析：A.真空中的两个电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力趋近零，A正确;

BD.当两点电荷之间的距离趋近于零时库仑定律不再适用，B错误，D正确;

C.库仑定律适用于点电荷，C错误;

2.如图所示，用等长的两根轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球a、b悬挂起来，已知ma=2mb，|qa|=|qb|，此时细线都处于竖直方向拉紧状态。如果该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧。最后达到的平衡状态可以表示为图中的()

A.