【原創(chuàng)】高中物理選修3-1校本作業(yè)及答案

1、第一章 靜電場第1講靜電現象及其微觀解釋目標定位1.了解電荷及靜電現象的產生.2.了解靜電的應用及防護.3.掌握電荷守恒定律并能解答相應問題.自主預習一、靜電的產生1.使物體帶電的三種方式： 、 、 。2.靜電感應：導體因受附近帶電體的影響而 的現象叫做靜電感應.利用靜電感應使物體帶電的方式叫 .3.電荷：物理學規(guī)定：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶 ，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶 .同種電荷相互 ，異種電荷相互 。二、原子結構與電荷守恒1.原子結構：物質是由 、分子、離子等微粒組成；原子是由 和 組成；原子核是由 和質子組成.質子帶正電，電子帶負電，物體 電性.2.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，

2、只能從物體的 ，或者從 轉移到 .在轉移的過程中，電荷的總量 .這個規(guī)律叫做電荷守恒定律.3.物體帶電的本質： 想一想摩擦起電的物體所帶的電荷是哪里來的？ 三、靜電的應用與防護1.靜電的應用： 、靜電噴霧、 、靜電殺菌等.2.防止靜電危害的方法之一是： .想一想油罐車車尾為什么拖著一條長長的鐵鏈？ 重難點解析一、 三種起電方式1.摩擦起電：當兩個物體相互摩擦時，一些束縛不緊的電子會從一個物體轉移到另一個物體，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電.2.感應起電：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷之間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體

3、的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷.3.接觸起電：當導體與帶電導體接觸時，電子從一個物體轉移到另一個物體上，使導體帶上與帶電體相同性質的電荷.4.三種起電方式的實質都是自由電子的轉移.例1絕緣細線上端固定，下端掛一輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜；在a的旁邊有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖1所示，現使b帶電，則()A.b將吸引a，吸住后不放開B.b先吸引a，接觸后又把a排斥開C.a、b之間不發(fā)生相互作用D.b立即把a排斥開 圖1答案B解析b球帶電后，使a產生靜電感應，感應的結果是a靠近b的一側出現與b異種的感應電荷，遠離b的一側出現與b同種的感應電荷.雖然a上的感應電荷等量異

4、號，但因為異種電荷離b更近，所以b對a的電場力為引力.當b吸引a使兩者接觸后，由于接觸帶電，b、a又帶上同種電荷，有斥力作用，因而又把a排斥開，所以B項正確.借題發(fā)揮(1)帶電體具有吸引輕小物體的性質，所以兩物體吸引不一定是因為帶有異種電荷.也可能是因為其中一個是輕小物體.(2) 在處理帶電物體間發(fā)生相互作用時，需特別注意帶電物體具有吸引不帶電的輕小物體的特性，所以當兩物體相互吸引時，其可能情況是一個帶電，另一個不帶電，也可能是兩物體帶異種電荷.二、電荷守恒定律的理解和應用1.三種起電方式的本質都是電子的轉移，在轉移的過程中電荷的總量不變注意(1)電中性的物體內部也有電荷的存在，只是電荷量的代

5、數和為零，對外不顯電性；(2)電荷的中和是指帶等量異號電荷的兩物體接觸時，經過電子的轉移，最終達到電中性的過程.2.接觸帶電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關，當兩個完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配，即最后兩個球一定帶等量的同種電荷.若兩個球原先帶同號電荷，電荷量相加后均分；若兩個球原先帶異號電荷，則電荷先中和再均分.例2一帶負電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經過一段時間后，發(fā)現該小球上的電荷幾乎不存在了，這說明()A.小球上原有的負電荷逐漸消失了B.在此現象中，電荷不守恒C.小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了D.該現象是由于電子的轉移引起的，仍然遵循電荷守恒定律答案C

6、D解析絕緣金屬小球上的電荷量減少是由于電子通過空氣導電轉移到外界，使小球上的電荷量減少，但這些電子并沒有消失，就小球和整個外界組成的系統(tǒng)而言，其電荷總量保持不變，因此C、D選項正確.例3半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開.(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大；(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大.答案(1)23(2)21解析(1)設A、B帶同種電荷且電荷量均為q，則A、C接觸后，A、C所帶電荷量為qAqCq.C與B球接觸后，B、C所帶電荷量為：qBqCq.故

7、A、B所帶電荷量大小之比為.(2)設qAq，qBq.則C與A接觸后，A、C所帶電荷量為qAqCq.C與B接觸后，B、C所帶電荷量為qBqCq，故A、B所帶電荷量大小之比為.借題發(fā)揮(1)相同的金屬球帶同種電荷時，接觸時總電荷量平分.(2)相同的金屬球帶異種電荷時，接觸時電荷中和后將剩余電荷平分.三、靜電的應用與防護1.靜電的危害：雷鳴閃電造成人畜傷亡，靜電火花引發(fā)的爆炸和火災，靜電放電導致電子設備的故障，以及工業(yè)中的一些靜電危害等.2.防止靜電危害的措施有：盡快導走多余電荷，避免靜電積累；調節(jié)空氣的濕度；易燃易爆環(huán)境中保持良好的通風、消除靜電火花的引爆條件.例4下列措施利用了靜電的是()A.油

8、罐車的油罐有條鐵鏈搭到地上B.農藥噴灑飛機噴灑的農藥霧滴帶正電C.家用電器如洗衣機接有地線D.手機一般都裝有天線答案B解析油罐車的油罐有條鐵鏈搭到地上，目的是把油罐車產生的靜電導到地下，保證油罐車的安全，家用電器也一樣，A、C錯誤.農藥噴灑飛機噴灑的農藥霧滴帶正電，而葉子上都帶有負電，農藥不會被風吹走，B正確.手機接有天線目的是為了更好的接收信號，D錯誤.課時作業(yè)1.如圖2所示，用起電機使金屬球A帶上正電荷，并靠近驗電器B，則()A.驗電器金箔不張開，因為球A沒有和驗電器B接觸B.驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了正電荷C.驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了負電荷D.驗電器金箔張開

9、，因為驗電器的下部箔片感應出了正電荷 圖22.(多選)關于摩擦起電現象，下列說法正確的是()A.摩擦起電現象使本來沒有電子和質子的物體中產生電子和質子B.兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷C.摩擦起電，可能是因為摩擦導致質子從一個物體轉移到了另一個物體而形成的D.絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，玻璃棒因質子數多于電子數而顯正電3. (多選)如圖所示，將帶電棒移近兩個不帶電的導體球，甲、乙兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣.下述幾種方法中能使兩球都帶電的是()A.先把兩球分開，再移走棒B.先移走棒，再把兩球分開C.先將棒接觸一下其中的一球，再把兩球分開D.棒的電荷

10、量不變，兩導體球不能帶電 圖34. (多選)A和B都是不帶電的物體，它們互相摩擦后A帶負電荷1.61010 C，下列判斷中正確的是()A.在摩擦前A和B的內部電荷量為零B.摩擦的過程中電子從A轉移到了BC.A在摩擦過程中一定得到了1109個電子D.A在摩擦過程中一定失去了1.61019 C電子5. (多選)懸掛在絕緣細線下的兩個輕質小球，表面鍍有金屬薄膜，由于電荷的相互作用而靠近或遠離，分別如圖4甲、乙所示，則()A.甲圖中兩球一定帶異種電荷B.乙圖中兩球一定帶同種電荷C.甲圖中兩球至少有一個帶電 D.乙圖中兩球只有一個帶電 圖46. (多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上

11、.小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖5所示.對上述現象的判斷與分析，下列說法正確的是()A.因為筆套絕緣，所以摩擦不能使筆套帶電B.筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力 圖5D.筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和 7.把兩個完全相同的小球接觸后分開，兩球相互排斥，則兩球原來的電荷情況不可能是()A.一個小球原來帶電，另一個小球原來不帶電B.兩個小球原來分別帶等量異種電荷C.兩個小球原來分別帶同種電荷D.兩個小球原來分別帶不等量異種電荷

12、8.如圖6導體A帶5q的正電荷，另一完全相同的導體B帶q的負電荷，將兩導體接觸一會兒后再分開，則B導體的電荷量為()A.q B.q C.2q D.4q9. (多選)在下列措施中，哪些能將產生的靜電盡快導走() 圖6A.飛機輪子上搭地線 B.印染車間保持濕度C.復印圖片 D.電工鉗柄裝有絕緣套10.如圖7所示，通過調節(jié)控制電子槍產生的電子束，使其每秒有104個電子到達收集電子的金屬瓶，經過一段時間，金屬瓶上帶有81012 C的電荷量，求：(1)金屬瓶上收集到多少個電子；(2)實驗的時間為多長. 圖7 第2講靜電力庫侖定律目標定位1.知道點電荷的概念，了解理想化模型.2.理解庫侖定律的內容及適用條

13、件，并會應用公式進行相關計算.3.通過靜電力和萬有引力的對比，體會自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性.自主預習一、靜電力與點電荷模型1. 電荷間作用力大小的影響因素：兩帶電體之間的相互作用力與其形狀、大小、 、電荷分布、二者之間的距離等因素有關.2.點電荷：本身的大小比相互之間的距離小得多的帶電體叫做點電荷.想一想體積很小的帶電體一定可以看做點電荷嗎？ 二、庫侖定律1.庫侖定律(1)內容：真空中兩個點電荷之間的相互作用力F的大小，跟它們的電荷量Q1、Q2的乘積成正比，跟它們的距離r的二次方成 ；方向沿著 ，同種電荷 ，異種電荷 .(2)公式：Fk，式中k Nm2/C2，叫 (3)適用條件：真空中； 2.

14、靜電力疊加原理對于兩個以上的點電荷，其中每一個點電荷所受的總的靜電力，等于其他電荷分別單獨存在時對該點電荷的作用力的 .這個結論通常叫做靜電力疊加原理.想一想對于Fk，當r0時，能否說F趨向無窮大？ 三、靜電力與萬有引力的比較共同點：1.都與距離的二次方成反比；2.都有與作用力有關的物理量(電荷量或質量)的乘積，且都與乘積成正比；3.都有一個常量；4.力的方向都在兩個物體的連線上.不同點：1.萬有引力與兩個物體質量有關，只能是引力，適用于質點；2.庫侖定律與兩個物體電荷量有關，可能是引力，也可能是斥力，適用于真空中的點電荷. 圖1想一想如圖1所示，有人說：“兩個質量分別為m1和m2的均勻金屬球

15、體，它們之間的萬有引力大小為FG，若兩球帶電量分別為q1、q2，它們之間的庫侖力的大小Fk，對嗎？為什么？重難點解析一、對點電荷的理解1.點電荷是理想化的物理模型，只有電荷量，沒有大小、形狀，類似于力學中的質點，實際并不存在.2.一個帶電體能否看做點電荷，是相對于具體問題而言的，不能單憑其大小和形狀確定.3.點電荷的電荷量可能較大也可能較小，但一定是元電荷的整數倍.例1關于點電荷，下列說法中正確的是()A.點電荷就是體積小的帶電體B.球形帶電體一定可以視為點電荷C.帶電少的帶電體一定可以視為點電荷D.大小和形狀對作用力的影響可忽略的帶電體可以視為點電荷答案D解析點電荷不能理解為體積很小的帶電體

16、，也不能理解為電荷量很少的帶電體.同一帶電體，有時可以看做點電荷，有時則不能，如要研究它與離它較近的電荷間的作用力時，就不能看成點電荷，而研究它與離它很遠的電荷間的作用力時，就可以看做點電荷.帶電體能否看成點電荷，要依具體情況而定，A、B、C 均錯.二、對庫侖定律的理解和應用1.靜電力的確定(1)大小計算：利用庫侖定律計算靜電力時不必將表示電性的正、負號代入公式，只代入q1和q2的絕對值即可.(2)方向判斷：利用同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來判斷.2.兩個點電荷之間的庫侖力遵守牛頓第三定律，即不論電荷量大小如何，兩點電荷間的庫侖力大小總是相等的.注意(1)庫侖定律只適用于點電荷的帶電體之

17、間的相互作用.(2)兩個形狀規(guī)則的均勻球體相距較遠時可以看作點電荷；相距較近時不能看作點電荷，此時球體間的作用力會隨著電荷的分布而變化.例2有三個完全一樣的金屬球A、B、C，A球帶的電荷量為7Q，B球帶的電荷量為Q，C球不帶電，將A、B兩球固定，然后讓C球先跟A球接觸，再跟B球接觸，最后移去C球，則A、B球間的作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？答案解析設A、B兩球間的距離為r，由庫侖定律知，開始時A、B兩球之間的作用力為Fk.當A、C兩球接觸時，據電荷均分原理可知，兩球均帶電荷量為Q.當B、C兩球接觸時，兩球均帶電荷量為(QQ) Q.故現在A、B兩球間的作用力FkF.所以.借題發(fā)揮若兩個金屬小球的電荷量

18、分別為Q1、Q2，第三個完全相同的不帶電的金屬球與它們無限次接觸后，三個金屬球平分總電荷量，即Q1Q2Q3.三、靜電力的疊加空間中有多個電荷時，某電荷所受的靜電力是其他所有電荷單獨對其靜電力的矢量和.遵循平行四邊形定則.例3如圖2所示，在A、B兩點分別放置點電荷Q121014 C和Q221014 C，在AB的垂直平分線上有一點C，且ABACBC6102 m.如果有一個電子在C點，它所受的庫侖力的大小和方向如何？ 圖2答案8.01021 N方向平行于AB向左解析電子在C點同時受A、B點電荷對其的作用力FA、FB，如圖所示，由庫侖定律得FAFBk9.0109 N8.01021 N.由平行四邊形定則

19、和幾何知識得：靜止在C點的電子受到的庫侖力FFAFB8.01021 N，方向平行于AB向左.借題發(fā)揮當多個帶電體同時存在時，每兩個帶電體間的庫侖力都遵守庫侖定律.某一帶電體同時受到多個庫侖力作用時可利用力的平行四邊形定則求出其合力.這就是庫侖力的疊加原理.四、靜電力作用下的平衡問題1.靜電力可以與其他的力平衡，可以使物體發(fā)生形變，也可以產生加速度.分析問題的思路與方法完全是力學問題的思路與方法.2. 靜電力作用下的共點力的平衡分析靜電力平衡的基本方法：(1)明確研究對象；(2)畫出研究對象的受力分析圖；(3)根據平衡條件列方程；(4)代入數據計算或討論.例4如圖3所示，把質量為3 g的帶電小球

20、B用絕緣細繩懸起，若將電荷量為Q4.0106 C的帶電球A靠近B，當兩個帶電小球在同一高度相距r20 cm時，繩與豎直方向成30角，A、B兩球均靜止.求B球的電荷量q(g取10 m/s2). 答案107 C解析對球B受力分析，如圖. 圖3根據共點力平衡條件，結合幾何關系得到：Tsin 30FTcos 30mg解得：Fmgtan 30根據庫侖定律，有：Fk解得：q107 C即B球的電荷量是q107 C ，由于AB是排斥作用，故B帶負電.課時作業(yè)1.(多選)下列說法中正確的是()A.點電荷是一種理想模型，真正的點電荷是不存在的 B.點電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C.根據F可知，當r0時，FD

21、.一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計2.關于庫侖定律，下列說法中正確的是 ()A.庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積很小的球體B.根據Fk，當兩電荷的距離趨近于零時，靜電力將趨向無窮大C.若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對q2的靜電力大于q2對q1的靜電力D.庫侖定律和萬有引力定律的表達式相似，都是平方反比定律3兩個相同的金屬小球(可看作點電荷)，帶有同種電荷，且電荷量之比為17，在真空中相距為r，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則它們之間的庫侖力是原來的()A.7 B. C. D.4.兩根光滑絕緣棒在同一

22、豎直平面內，兩棒與水平面間均成45角，棒上各穿有一個質量為m、帶電荷量為Q的相同小球，如圖4所示.現兩小球均處于靜止狀態(tài)，求兩球之間的距離L. 圖45.A、B兩個大小相同的金屬小球，A帶有6Q正電荷，B帶有3Q負電荷，當它們在遠大于自身直徑處固定時，兩球之間靜電力大小為F.另有一大小與A、B相同的不帶電小球C，若讓C先與A接觸，再與B接觸，拿走C球后，A、B間靜電力的大小變?yōu)?)A.6F B.3F C.F D.零6.半徑為R、相距較近的兩個較大金屬球放在絕緣桌面上，若兩球都帶等量同號電荷Q時它們之間的靜電力為F1，兩球帶等量異號電荷Q與Q時靜電力為F2，則()A.F1F2 B.F11)個電荷量均為q(q0)的帶電小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意圖如圖12所示，若移去位于圓周上P點的一個小球，則圓心O點處的電場強度大小為_，方向_. (已知靜電力常量為k) 圖1212.如圖13所示，有一水平方向的勻強電場，場強大小為900 N/C，在