高二選修3-1電荷守恒、庫侖定律講義.

1、1、 教學(xué)目標(biāo)1、 知道摩擦起點(diǎn)、接觸起電、靜電感應(yīng)這三種起電方式2、 知道電荷守恒定律，能用原子結(jié)構(gòu)好電荷守恒的知識來分析摩擦起電和感應(yīng)起電等靜電現(xiàn)象3、 知道元電荷的含義4、 知道點(diǎn)電荷的概念5、知道庫侖定律的含義及其公式表達(dá)式，會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算2、 重難點(diǎn)1、 電荷守恒定律2、 感應(yīng)起電的過程3、 庫侖定律4、庫侖定律與力學(xué)綜合問題3、 知識點(diǎn)梳理1、 起電的三種方式 自然界中只有兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷.規(guī)定用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷為負(fù)電荷. (1)摩擦起電 定義:當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一

2、個(gè)物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電.如玻璃棒與絲綢摩擦?xí)r，玻璃棒容易失去電子而帶正電;硬橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r，硬橡膠棒容易得到電子而帶負(fù)電.起電本質(zhì):摩擦起電時(shí)，電荷并沒有憑空產(chǎn)生，其本質(zhì)是發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移，所以兩個(gè)相互摩擦的物體一定是同時(shí)帶上性質(zhì)不同的電荷，且電荷量相等. (2)感應(yīng)起電靜電感應(yīng):當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)靠近或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng). 感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程.起電本質(zhì):導(dǎo)體中自由電荷在帶電體作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移

3、. (3)接觸起電定義:一個(gè)物體帶電時(shí)，電荷之間會(huì)相互排斥，如果接觸另一個(gè)導(dǎo)體，電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到這個(gè)導(dǎo)體上使這個(gè)導(dǎo)體也帶電，這種方式稱為接觸起電.如驗(yàn)電器和帶電體接觸時(shí)，正是因?yàn)榻佑|起電，帶里的一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，使驗(yàn)電器的指針張開.起電本質(zhì):接觸起電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移.電荷量分配:接觸帶電時(shí)，兩個(gè)物體最終的電荷量分配很復(fù)雜，大多靠實(shí)驗(yàn)才能確定，但有一種情況能確定電荷量分配，即兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相互接觸后，總電荷量平均分配.例如：用帶電荷量分別為Q1、Q2的完全相同的兩個(gè)金屬球接觸，若兩球帶同種電荷，則每個(gè)小球所帶的電荷量均為總電荷量的一半，即，電性與兩球原來所帶電荷的電性相同;若兩球帶異

4、種電荷，接觸后先中和，再將剩余的電荷量平均分配，即，且與接觸前帶電荷量大的球的電性相同.2、 電荷守恒定律 (1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不能消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變.這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律. (2)電荷守恒定律的另一種表述:一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變.【說明】 這個(gè)由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的定律是自然界重要的基本規(guī)律之一，它既適用于靜電荷，也適用于流動(dòng)電荷;不僅在宏觀領(lǐng)域中成立，而且在微觀領(lǐng)域中同樣成立.電荷守恒定律和能量守恒定律一樣，是自然界中最基本的守恒定律之一，任何帶電現(xiàn)象都不能違背電荷守

5、恒定律.物體帶電過程的實(shí)質(zhì)是物體中正、負(fù)電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過程，而電荷的中和現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是正、負(fù)電荷的結(jié)合過程，但在分離、轉(zhuǎn)移、結(jié)合等過程中電荷的總量保持不變。電荷的中和與凈電荷將帶有等量異種電荷的物體相接觸，它們所帶正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零，表現(xiàn)為對外的電效應(yīng)相互抵消，就如不帶電一樣.這時(shí)，它們呈電中性，這種現(xiàn)象叫做電中和.即電中和是正、負(fù)電荷相互抵消，使得凈電荷減少或?yàn)榱愕默F(xiàn)象，但正、負(fù)電荷本身依然存在，并不是正、負(fù)電荷的消失.正、負(fù)電荷都是物質(zhì)，是既不能被消滅，也不能被創(chuàng)造出來的，所以電荷守恒是物質(zhì)守恒的體現(xiàn)，我們通常講一個(gè)物體帶多少電，實(shí)質(zhì)上指的是帶多少“凈”電荷，只是習(xí)慣上將“凈”字省略

6、掉。正、負(fù)電子對湮沒與電荷守恒定律不矛盾 因?yàn)檫@種情況下帶電粒子總是成對湮沒和產(chǎn)生的，兩種電荷數(shù)目相等、正負(fù)相反，而光子或中子都是中性的，本身不帶電，所以電荷的代數(shù)和不變.3、 元電荷 （1）電荷量電荷的多少叫電荷量，常用符號Q或q表示，其國際單位是庫侖，簡稱庫，用符號C表示. （2）元電荷 電子所帶的電荷量是最小電荷量，人們把這個(gè)最小電荷量叫做元電荷.所有帶電體的電荷量或者等于e或者是e的整數(shù)倍。 （3）比荷 帶電體的帶電荷量q與其質(zhì)量m之比叫做比荷.比荷一般是針對電子等微觀粒子而言的.電子的比荷【說明】 電荷有正、負(fù)之分，則電荷量就有正、負(fù)值之別，如、元電荷只是一個(gè)電荷量單位，不是指某電荷

7、，沒有正、負(fù)，也不是物質(zhì);電子、質(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子，不是元電荷，雖然其帶電荷量為一個(gè)元電荷.元電荷是自然界中最小的電荷量，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量，因?yàn)槿魏螏щ婓w的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.4、 電荷間的相互作用規(guī)律及應(yīng)用 (1)電荷間有相互作用力，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.兩電荷間的相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上. (2）發(fā)生相互作用時(shí)未必都帶電，要注意帶電體不管是帶正電荷還是帶負(fù)電荷，都有吸引輕小物體的性質(zhì).無論輕小物體是導(dǎo)體還是絕緣體，帶電體對其中的自由電子都有吸引力或排斥力. 如果輕小物體是電介質(zhì)(即絕緣體)，由于電介質(zhì)里的每個(gè)分子都是由帶負(fù)電的電子和

8、帶正電的原子核組成的，并且正、負(fù)電荷結(jié)合得比較緊密，處于束縛狀態(tài)，幾乎沒有自由電荷.在帶電體的作用下，電介質(zhì)的表面會(huì)出現(xiàn)束縛電荷的現(xiàn)象，叫做電介質(zhì)的極化.由于電介質(zhì)極化，使其在靠近帶電體的一端出現(xiàn)與帶電體異種的電荷，遠(yuǎn)的一端出現(xiàn)與帶電體同種的電荷，如圖1-1-1所示.這種帶電體對異種電荷的吸引力大于對同種電荷的排斥力，從而可以吸引輕小物體.（3） 檢驗(yàn)物體是否帶電的方法：用待測物體去接近輕小物體，看它是否能吸引輕小物體.讓待測物體接觸驗(yàn)電器上的金屬球，根據(jù)金屬箔片是否張開來判斷待測物體是否帶電.5、 感應(yīng)起電的過程與操作步驟 （1）操作步驟I使帶電體C(假設(shè)帶正電)靠近相互接觸的兩導(dǎo)體A、B，

9、A為近端，如圖1-1-2所示.保持C不動(dòng)，用絕緣工具分開A、B.移走C，則A帶負(fù)電，B帶正電.（2）操作步驟II感應(yīng)起電也可按下面的步驟進(jìn)行，如圖1-1-3所示.將一個(gè)帶電體A靠近導(dǎo)體球B.用手接觸一下導(dǎo)體球B(相當(dāng)于將B球接地)，再將手拿開.移去帶電體A，則這時(shí)B帶上了和帶電體A異種的電荷.【注意】感應(yīng)起電應(yīng)在干燥的環(huán)境中進(jìn)行，且操作步驟應(yīng)正確.如在操作步驟I中若先移走C再分開A、B，則A、B不帶電.這是因?yàn)锳,B感應(yīng)出來的異種電荷會(huì)立即全部中和?？拷鼛щ婓w的導(dǎo)體端與帶電體帶異種電荷.遠(yuǎn)離帶電體的導(dǎo)體端與帶電體帶同種電荷.6、 物體三種起電方式的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果原因摩擦起點(diǎn)毛皮摩擦橡膠棒由于毛皮

10、的原子核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱，在摩擦過程中由于摩擦力做功使毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，橡膠棒得到電子帶負(fù)電，毛皮失去電子帶正電接觸起電帶電體接觸驗(yàn)電器帶電體接觸驗(yàn)電器時(shí)，帶電體的部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，使驗(yàn)電器帶電感應(yīng)起電帶電體靠近驗(yàn)電器當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器時(shí)，由于電荷間的相互吸引或排斥，使驗(yàn)電器兩端帶上等量異種電荷，靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷【注意】 (1）物體的起電方式有三種:摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電.從物體起電的各種方式不難看出，它們都不是創(chuàng)造了電荷，只是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分，這三種起電方式的本質(zhì)都是電

11、荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量保持不變. (2)感應(yīng)起電只適用于導(dǎo)體，摩擦起電只適用于絕緣體.因?yàn)楦袘?yīng)起電的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的正負(fù)電荷在帶電體的作用下發(fā)生了分離，只有導(dǎo)體中的電子才能自由移動(dòng)，而絕緣體上的電子不能自由地移動(dòng)，所以導(dǎo)體能夠發(fā)生感應(yīng)起電，而絕緣體不能. (3)接觸起電過程中電子轉(zhuǎn)移的規(guī)律分別帶正、負(fù)電荷的物體接觸時(shí)，電子從帶負(fù)電荷的物體轉(zhuǎn)移到帶正電荷的物體上.帶正電荷的物體與不帶電的中性物體接觸時(shí)，電子由中性物體轉(zhuǎn)移到帶正電荷的物體上.帶負(fù)電荷的物體與不帶電的中性物體接觸時(shí)，電子由帶負(fù)電荷的物體轉(zhuǎn)移到中性物體上.(4)感應(yīng)起電的判斷方法當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體靠近帶電體的一端

12、帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷.凡是遇到接地問題時(shí)，該導(dǎo)體與地球可視為一個(gè)導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端物體，帶異種電荷，地球就成為遠(yuǎn)端導(dǎo)體，帶同種電荷.7、 元電荷 (1)元電荷e又稱“基本電荷量”，是最早由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測定的自然界存在的最小電荷量，是電荷量的單位(，C作為一個(gè)電荷量單位)，是物理學(xué)的基本常數(shù)之一。 不能說元電荷就是電子的電荷量或一個(gè)電子，在研究電子、原子核及其他基本粒子時(shí)，為了方便，常用元電荷作為電荷量的單位. 電荷量不能連續(xù)變化，電子和質(zhì)子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍. (2)1964年提出了夸克模型，夸克模型的提出是物理學(xué)

13、發(fā)展中的一個(gè)重大突破，它指出元電荷e不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷. 科學(xué)家們還未捕捉到自由的夸克，夸克不能以自由的狀態(tài)單個(gè)出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”，能否解放被禁閉的夸克，是物理學(xué)發(fā)展面臨的一個(gè)重大課題.這也說明科學(xué)正是由于一個(gè)個(gè)的突破，才得到進(jìn)一步發(fā)展的.(3)電荷守恒定律是自然界主要的基本規(guī)律之一，雖然近代物理學(xué)中夸克理論的出現(xiàn)打破了元電荷e的界限，但是電荷守恒仍是我們解題的重要思路.8、點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷的概念物理學(xué)上把本身的線度比相互之間的距離小得多的帶電體叫點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型，它是一個(gè)沒有形狀和大小而只帶有電荷的物體.當(dāng)一個(gè)帶電體本身的線度比所研究的問題中涉及的距離

14、小很多時(shí)，該帶電體的形狀對所討論的問題沒有影響或其影響可以忽略，該帶電體就可以看作一個(gè)帶電的點(diǎn)，即點(diǎn)電荷.9、 庫侖定律 （1）內(nèi)容 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的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.這一規(guī)律叫做庫侖定律.電荷間的這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。 （2）公式 庫侖力(靜電力)的大?。?，其中靜電力常量k=9.0×109NM2/C2, k的大小是用實(shí)驗(yàn)方法測定的.（3） 方向在兩點(diǎn)電荷的連線上，同種電荷相斥，異種電荷相吸。（4） 適用條件：真空中的點(diǎn)電荷。在干燥的空氣中，庫侖定律也近似適用。 在理解庫侖定律時(shí)，有人

15、根據(jù)公式設(shè)想當(dāng)r0.時(shí)得出F的結(jié)論.從數(shù)學(xué)角度分析是正確的，但從物理角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的.錯(cuò)誤的原因是：當(dāng)r0時(shí)兩電荷已失去了作為點(diǎn)電荷的前提條件，何況實(shí)際電荷都有一定大小，根本不會(huì)出現(xiàn)r=O的情況.也就是r0時(shí)，不能再利用庫侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用力. 當(dāng)兩點(diǎn)電荷均靜止或只發(fā)生一個(gè)電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)，庫侖定律適用;當(dāng)兩點(diǎn)電荷均運(yùn)動(dòng)時(shí)，庫侖定律不適用. 若在電介質(zhì)(電介質(zhì)為絕緣體如空氣、煤油等)中，兩點(diǎn)電荷的作用力 ,為電介質(zhì)的介電常數(shù). （5）庫侖力也叫靜電力，是“性質(zhì)力”不是“效果力”，它與重力、彈力、摩擦力一樣具有自己的特性，同樣遵循牛頓第三定律，不要認(rèn)為電荷量大的對電荷量小的電荷作

16、用力大.在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，與其他力一樣，受力分析時(shí)不能漏掉.10、 檢驗(yàn)電荷(1)電荷的電荷量要足夠小，使得它的引人不引起場源電荷分布發(fā)生改變而影響原有電場，這樣測得的場性質(zhì)才是原來存在的場性質(zhì). （2）點(diǎn)電荷與檢驗(yàn)電荷這兩個(gè)概念有同、有異.相同的是它們幾何線度必須足夠小，小到在我們研究范圍內(nèi)可以忽略;不同的是點(diǎn)電荷并不要求電荷量一定要充分小，而檢驗(yàn)電荷的電荷量一定要充分小;點(diǎn)電荷可以是正的亦可以是負(fù)的，而檢驗(yàn)電荷一般是正的. （3）從概念上來看，點(diǎn)電荷與檢驗(yàn).電荷這兩個(gè)概念是從屬關(guān)系.因?yàn)闄z驗(yàn)電荷的外延被點(diǎn)電荷的外延全部包含，所以點(diǎn)電荷不一定是檢驗(yàn)電荷，但檢驗(yàn)電荷一定是點(diǎn)電荷.11、 庫侖力的求

17、解與應(yīng)用 庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性.它與學(xué)過的重力、彈力、摩擦力是并列的.它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時(shí)遵循平行四邊形定則，與其他的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度. （1）求庫侖力的大小和方向 確定研究對象或 畫出或連線的示意圖標(biāo)明距離r. 根據(jù)庫侖定律列方程。 根據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸確定方向.(2)靜電力疊加原理對于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力，等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對該點(diǎn)電荷的作用力的矢量和，這個(gè)結(jié)論叫做靜電力疊加原理.(3)利用“對稱性”求解庫侖力 的r是指兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離，對于不能視為點(diǎn)電荷的問題，可根據(jù)帶電體的對稱性，由

18、微元法、割補(bǔ)法等，運(yùn)用等效的思想去處理，化非點(diǎn)電荷為點(diǎn)電荷。12、 三個(gè)自由的點(diǎn)電荷受到庫侖力的平衡規(guī)律 三個(gè)自由的點(diǎn)電荷只受庫侖力作用下平衡，則三個(gè)電荷一定在一條直線上，同種電荷放兩邊，異種電荷放中間，且靠近電荷量小的一邊.13、 庫侖定律與力學(xué)綜合問題庫侖定律給出了兩個(gè)點(diǎn)電荷間作用力的大小和方向，明確了庫侖力是不同于重力、彈力和摩擦力的另一種性質(zhì)的力.但它同樣遵循力的合成與分解的平行四邊形法則，產(chǎn)生的效果同樣服從牛頓力學(xué)中的所有規(guī)律.因此，對于庫侖定律與力學(xué)綜合問題的分析，只要把庫侖力當(dāng)作一個(gè)服從庫侖定律的普通力來對待就可以了，其分析的思路與方法完全是力學(xué)的思路與方法.這就是:電學(xué)問題，力

19、學(xué)方法.4、 典型例題【例1】絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)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(shí)a、b都不帶電，如圖1-1-5所示，現(xiàn)使b帶電，則( B ). A. b將吸引a，吸住后不放開 B. b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開 C. a、b之間不發(fā)生相互作用 D. b立即把a(bǔ)排斥開【解析】b球帶電后，使a產(chǎn)生靜電感應(yīng)，感應(yīng)的結(jié)果是a靠近b的一側(cè)出現(xiàn)與b異種的感應(yīng)電荷，遠(yuǎn)離b的一側(cè)出現(xiàn)與b同種的感應(yīng)電荷.雖然a上的感應(yīng)電荷等量異號，但因?yàn)楫惙N電荷離b更近，所以b對a的電場力為引力.當(dāng)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，有斤力作用，因而又把a(bǔ)排斥開，

20、所以B項(xiàng)正確.【例2】如圖1-1-6所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金箔.當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)( BCD ) A. A端金箔張開，B端金箔閉合 B.用手觸摸枕形導(dǎo)體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合 C.用手觸摸枕形導(dǎo)體后，將手和C都移走，兩對金箔均張開 D.選項(xiàng)A中兩對金箔分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對金箔帶同種電荷【解析】根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電荷的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷，在B端出現(xiàn)了正電荷，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷，只是電荷的重新分布.金箔上帶電相斥而張開.選項(xiàng)A錯(cuò)誤. 用手摸枕形導(dǎo)體后，B端不是最遠(yuǎn)端了，人是導(dǎo)體，人的腳部連接的地球是最

21、遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合.選項(xiàng)B正確. 用手觸摸枕形導(dǎo)體時(shí)，只有A端帶負(fù)電荷，將手和C移走后，不再有靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電荷便分布在枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電荷，兩對金箔均張開.選項(xiàng)C正確. 從以上分析可看出，選項(xiàng)D也正確.【例3】 如圖1-1-8所示，將帶有負(fù)電的絕緣棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對地絕緣，下列方法中能使兩球都帶電的是( ACD ). A.先把兩球分開，再移走棒 B.先移走棒，再把兩球分開 C.使棒與甲球瞬時(shí)接觸，再移走棒 D.先使乙球瞬時(shí)接地，再移走棒【解析】本題考查了感應(yīng)起電方式，關(guān)鍵是掌握如何才會(huì)帶電.由于靜電感應(yīng)，甲球感應(yīng)出正電荷，

22、乙球感應(yīng)出負(fù)電荷，把兩球分開后，它們帶上了等量異種電荷，所以A正確;若先將棒移走，則兩球不會(huì)有靜電感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，所以不會(huì)帶上電荷，B錯(cuò)誤;使棒與甲球接觸，則兩球會(huì)因接觸而帶上負(fù)電荷，所以C正確;若使乙球瞬時(shí)接地，則大地為遠(yuǎn)端，甲球?yàn)榻?，由于感?yīng)帶正電，再將棒移走，由于甲、乙是接觸的，所以甲球上的電荷會(huì)重新分布在甲、乙兩球上，結(jié)果是兩球都帶上了正電荷，所以D正確.【例4】 如圖1-1-9所示的是一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬小球B時(shí)，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小，則( AC ) A.金屬球A可能不帶電 B.金屬球A一定帶正電 C.金屬球A可能帶負(fù)電 D.金屬球A一定帶負(fù)電【

23、解析】驗(yàn)電器上的金屬箔片和金屬球都帶有正電荷，金屬箔片之所以張開，是由于箔片上的正電荷互相排斤造成的.當(dāng)驗(yàn)電器金屬箔片的張角減小時(shí)，說明箔片上的正電荷一定比原來減少了，由于金屬球A只是靠近驗(yàn)電器而沒有與驗(yàn)電器上的金屬球B發(fā)生接觸，要考慮感應(yīng)起電的影響.當(dāng)金屬球A靠近時(shí)，驗(yàn)電器的金屬球B、金屬桿包括金屬箔片整體相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體，金屬球A離金屬球B較近，而離金屬箔片較遠(yuǎn).如果金屬球A帶正電，驗(yàn)電器上的正電荷一定向遠(yuǎn)處移動(dòng)，則金屬箔片上的電荷量不會(huì)減少，所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的.如果金屬球A帶負(fù)電，驗(yàn)電器上的正電荷會(huì)由于引力作用向近端移動(dòng)，造成金屬箔片上的電荷量減少，所以選項(xiàng)C是正確的.如果金屬球A不帶電，

24、由于受到金屬球B上正電荷的影響，金屬球A上靠近B的部分也會(huì)由于靜電力的作用出現(xiàn)負(fù)電荷，而這些負(fù)電荷反過來會(huì)使得驗(yàn)電器上的正電荷向金屬球B移動(dòng)，效果與金屬球A帶負(fù)電荷一樣.所以選項(xiàng)A也是正確的，選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的.【例5】 兩個(gè)半徑為R的帶電金屬球所帶電荷量分別為和，當(dāng)兩球心相距3R時(shí)，兩者間的靜電力大小為( D ).A、 B、 C、 D、無法判斷5、 課堂練習(xí)1、有一個(gè)質(zhì)量很小的小球A，用絕緣細(xì)線懸掛著，當(dāng)用毛皮摩擦過的硬橡膠棒B靠近它時(shí)，看到它們互相吸引，接觸后又互相排斥，則下列說法正確的是 ( B ). A.接觸前，A、B一定帶異種電荷 B.接觸前，A、B可能帶異種電荷 C.接觸前，A球一定不

25、帶任何凈電荷 D.接觸后，A球一定帶負(fù)電荷【解析】任何帶電體都可吸引輕小物體，而不能認(rèn)為只有異種電荷才存在吸引力，所以A可能不帶電，也可能帶正電荷，接觸后，A可能帶負(fù)電荷，也可能帶正電荷.2、如圖1-2-5所示，真空中有一直徑為R的帶電圓盤，圓心為O，圓盤外有A、B兩點(diǎn)，其連線過圓心O點(diǎn)且與盤面垂直，若OA=AB=R，有一電荷在A點(diǎn)受帶電圓盤的力為F，則它在B點(diǎn)時(shí)的受力為( D ). A、F/4 B、4F C、F/2 D、以上答案都不對3、 如圖1-2-12所示，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上，A與B間和B與C間的距離均為L，A球帶電量為，B球帶電量為，若小球C上

26、加一水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相對靜止，求: (1)外力F的大小; （2）C球所帶電量;（3）歷時(shí)t，恒力F對系統(tǒng)共做了多少功?！窘馕觥浚?）、（2）因?yàn)锳、B、C三球保持相時(shí)靜止，故有相同的狀態(tài)，時(shí)它們整體進(jìn)行研究，由牛頓第二定律，有 F=3ma對A球分析，可知C球電性應(yīng)與A球和B球相異，則有：對B球分析，有解得： （3） F對系統(tǒng)做功 W=Fx位移 解得 6、 課后作業(yè)1、某一驗(yàn)電器金屬小球和金屬箔均帶負(fù)電，金屬箔處于張開狀態(tài).現(xiàn)用絕緣柄將帶有少量負(fù)電荷的硬橡膠棒向驗(yàn)電器的金屬小球稍許靠近，則驗(yàn)電器金屬箔( )· A.張角稍許增大 B.張角稍許減小 C.硬橡膠棒

27、的稍許靠近，致使小球上的電子向金屬箔移動(dòng) D.硬橡膠棒的稍許靠近，致使金屬箔上的質(zhì)子向金屬小球移動(dòng) 2.下列關(guān)于元電荷的說法中正確的是 ( ). A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身 B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍 C.元電荷的值通常取 D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的 3.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開.圖1-1-11中各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是( ).4、如圖1-1-12所示，掛在絕緣細(xì)線下的輕質(zhì)帶電小球，由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離，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

28、少有一個(gè)帶電D.乙圖中兩球至少有一個(gè)帶電5、下列說法中正確的是( ).A.點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體B.點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體C. 根據(jù) 可知，當(dāng)r0時(shí)，F(xiàn)D.靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的6、 真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，相互作用力為F.若使它們的電荷量都增大到原來的2倍，要使它們之間的作用力仍為F，其間距應(yīng)為( ). A、r B、 C、2r D、7、兩個(gè)半徑為r的金屬球如圖-2-16所示放置.若兩球帶有等量異種電荷Q時(shí)，兩球間相互作用的電力大小為F，則( ).A、 B、 C、 D、無法判斷8、有三個(gè)完全相同的金屬球A、B、C，A帶電量+7Q,B帶電量-Q,C不帶電.將A、B固定，且A、B間距離遠(yuǎn)大于其半徑.然后讓C反復(fù)與A、B接觸，最后移走C球.試問A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?9、 如圖1-2-17所示，三個(gè)點(diǎn)電荷、，固