庫侖定律課件 2023-2024學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

9.2庫

侖

定

律思考同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引那么電荷間的相互作用力的大小和哪些因素有關呢？++p1實驗結論

庫侖定律1.內容：真空中兩個靜止的點電荷之間的相互作用力與它們所帶電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2.表達式：適用條件：1.真空中；2.靜止點電荷電荷間相互作用力叫做靜電力或庫侖力查利·奧古斯丁·庫侖（1736—1806），法國工程師、物理學家。注：q1、q2只代入絕對值5.3p514.一帶正電的物體固定在0處，另一帶正電的輕質小球系在絕緣絲線上并將其先后掛在P1、P2、P3處，在庫侖力作用下小球的偏離情況如圖所示，由此可知(

)

A.同種電荷相互吸引

B.兩電荷間的距離越大，庫侖力越小

C.兩電荷間的距離越大，庫侖力越大

D.庫侖力大小與電荷間的距離無關B

思考：兩個靠近的帶電球體，是否可以看作是集中在球心位置的點電荷？+Q+QL=4r+++++++Q-QL=4r---+++9.如圖所示，兩個所帶電荷均勻分布的小球半徑均為a，兩球心相距d，如果它們分別帶有等量的同種電荷，電荷量均為Q，則它們之間相互作用力的大小為(

)

A【例1】(多選)下列關于點電荷的說法正確的是(

)A.兩個帶電體無論多大，只要它們之間的距離遠大于它們的大小，這兩個帶電體就可以看作點電荷B.一個帶電體只要它的體積很小，則在任何情況下，都可以看作點電荷C.一個體積很大的帶電體，在任何情況下，都不能看作點電荷D.兩個帶電的金屬小球，不一定能將它們作為電荷集中在球心的點電荷處理答案:AD

答案:D答案:C

庫侖扭秤實驗刻度盤與指針細銀絲遇到困難2.電荷量無法直接測量1.微小力不易測量5.3P513.庫侖扭秤如圖，細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個小球A，另一端通過小球B使絕緣棒平衡。把另一個帶電的金屬小球C插入容器并使它接觸A，使A與C帶同種電荷。將C與A分開，再使C靠近A，A和C之間的作用力使A遠離。扭轉懸絲，使A回到初始位置并靜止，通過懸絲扭轉的角度可以比較力的大小，進而可以找到力F與距離r

和電荷量的關系。此實驗中(

)A.B球起平衡作用，帶電荷量與A球的相同B.庫侖準確測出了每一個帶電小球的電荷量C.可得出的結論是A球與C球之間的作用力與它們之間的距離成反比D.C球所帶電荷量越大，懸絲扭轉的角度越大D萬有引力定律庫侖定律不同點只有引力既有引力又有斥力天體間表現明顯微觀帶電粒子間表現明顯都是場力萬有引力場電場公式條件兩質點之間兩點電荷之間基礎檢測【例題1】已知氫核的質量是1.67×10-27kg，電子的質量是9.1×10-31kg，在氫原子內它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力。5.3P721.如圖，氫原子核內只有一個質子，核外有一個電子繞核旋轉，軌道半徑為r，質子和電子的電荷量均為e，電子的質量為m1，質子的質量為m2，微觀粒子之間的靜電力遠大于相互間的萬有引力，因此可以不計萬有引力的作用，靜電力常量為k，則電子繞核旋轉的線速度大小為(

)

A【例題2】真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的帶電量都是

2×10-6C，求它們各自所受的庫侖力。q1q2q3＋＋＋由對稱性可知，合力方向在q1、q2連線的中垂線向外

答案:D3.如圖，電荷量分別為qa、qb、qc的小球a、b、c，固定在等邊三角形的三個頂點上，a所受庫侖力的合力F的方向垂直于a、b的連線，則(

)A.b、c異號，且qc=2qb

B.a、b異號，且qb=2qaC.a、c同號，且qc=2qa

D.a、b同號，且qb=2qa答案:A5.如圖所示，等邊三角形ABC，邊長為l，在頂點A、B處有等量同種點電荷QA、QB，QA=QB=+Q，靜電力常量為k，求在頂點C處電荷量為QC的正點電荷所受的靜電力。5.3p619.如圖為三個固定的帶電小球A、B和C(均可視為質點)，相互之間的距離分別為AB=3cm、AC=4cm、BC=5cm，且B、C連線水平。若小球C所受庫侖力的合力垂直于B、C連線豎直向上，則(

)A.小球A、B、C可能帶同種電荷

B.小球A、C帶同種電荷，小球B、C帶異種電荷

C.小球A、B所帶電荷量之比為4:5

D.小球A、B所帶電荷量之比為5:4C20.如圖所示，在邊長為L的正方形4個頂點上，分別固定4個電荷量大小均為q的點電荷A、B、C、D，其中A、D帶正電，B、C帶負電，則B受到其他三個點電荷庫侖力的合力大小是(

)

DCAB問題1：三球平衡，C球帶正電還是負電？CABCAB若C帶正電，A、B不能平衡兩側是同種電荷，中間是異種電荷結論1：兩同夾異三個自由點電荷的平衡問題問題2：A和B、C電荷量的大小關系？r1r2qcqAqBCFBCFACFABFCBB兩側電荷量大，中間電荷量小結論2：兩大夾小r1r2qcqAqB問題3：r1、r2與B、C的電量關系？FCAFBAA中間電荷靠近兩側電荷量較小的那個結論3：近小遠大三個自由電荷平衡的規(guī)律:三點共線、兩同夾異、兩大夾小、近小遠大。3.如圖所示，在絕緣光滑水平面上，相隔一定距離有兩個帶同種電荷的小球。同時從靜止釋放，則兩個小球的加速度大小和速度大小隨時間變化的情況是(

)A.速度變大，加速度變大B.速度變小，加速度變小C.速度變大，加速度變小D.速度變小，加速度變大答案:C4.兩個可自由移動的點電荷分別在A、B兩處，如圖。A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負電Q2，且Q2=4Q1，另取一個可以自由移動的點電荷Q3放在直線AB上，欲使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則(

)A.Q3為負電荷，且放于A左方B.Q3為負電荷，且放于B右方C.Q3為正電荷，且放于A與B之間D.Q3為正電荷，且放于B右方答案:A庫侖力作用下懸掛體的平衡問題大本11頁【例3】如圖，質量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細線懸掛于O點，電荷量也為q的小球B固定在O點正下方絕緣柱上。絕緣細線長為l，O點與小球B的間距為l，當小球A平衡時，細線與豎直方向的夾角θ=30°。帶電小球A、B均可視為點電荷，靜電力常量為k，則(

)答案:B2.(多選)兩個質量分別是m1、m2的小球A、B，各用絲線懸掛在同一點，當兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，如圖，此時兩個小球處于同一水平面上，則下列說法正確的是(

)A.若m1>m2，則θ1>θ2B.若m1=m2，則θ1=θ2C.若m1<m2，則θ1>θ2D.若q1=q2，則θ1=θ2答案:BC

A

BD23.如圖，帶正電的小球a在外力作用下靜止在絕緣光滑豎直面上的P點，帶正電的小球b用絕緣細線系住，掛在絕緣光滑豎直面上的0點，b球靜止時與a球在同一水平面內。若將小球a從P點緩慢移到C點，則在此過程中，小球a與小球b之間的距離(

)

A.逐漸增大

B.逐漸減小

C.保持不變

D.先減小后增大A彈簧類

B+-22.如圖，在真空中光滑絕緣的水平面上有三個相同的不帶電的小球，小球之間由三根完全相同的輕彈簧連接構成等邊三角形，彈簧處于原長l，若讓每個小球帶上相同的電荷量q，小球可沿所在角的角平分線運動，當三角形的面積增大到原來的4倍時小球的加速度均為零，彈簧是絕緣體且勁度系數相同，真空中的靜電力常量為k，則彈簧的勁度系數為(

)

D

A25.(2021海南卷)如圖，形對接的絕緣斜面M、N固定在水平面上，兩斜面與水平面夾角均為α=60°，其中斜面N光滑。兩個質量相同的帶電小滑塊P、Q分別靜止在M、N上，P、Q連線垂直于斜面M，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則P與M間的動摩擦因數至少為(

)

D等效的思想均勻帶電球體或球殼9.如圖所示，兩個所帶電荷均勻分布的小球半徑均為a，兩球心相距d，如果它們分別帶有等量的同種電荷，電荷量均為Q，則它們之間相互作用力的大小為(

)

A一

用等效思想處理非點電荷間的庫侖力

中的r是指兩個點電荷之間的距離，對于不能視為點電荷的問題，可根據帶電體的對稱性，運用微元法、割補法等，根據等效的思想去處理。將非點電荷問題轉化為點電荷問題＋-【例1】如圖，一個半徑為R的圓環(huán)均勻帶電，ab為一極小的缺口，缺口長為L(L?R)，圓環(huán)的電荷量為QL(正電荷)，在圓心O處放置一電荷量為q的負點電荷，試求負點電荷受到的庫侖力。1.如圖，abcde是半徑為r的圓內接正五邊形，在其頂點a、b、c、d處各固定電荷量為+Q的點電荷，在e處固定有電荷量為-3Q的點電荷。放置在圓心O處的電荷量為-q的點電荷受到的靜電力的大小和方向為(

)答案:A3.